Влияние ингаляций различных форм активного кислорода на систему микроциркуляции в эксперименте

П.В. Перетягин, А.А. Мартусевич, А.К. Мартусевич ВЛИЯНИЕ ИНГАЛЯЦИЙ РАЗЛИЧНЫХ ФОРМ АКТИВНОГО КИСЛОРОДА НА СИСТЕМУ МИКРОЦИРКУЛЯЦИИ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ

Приволжский федеральный медицинский исследовательский центр

Минздрава России Нижний Новгород, Россия

Резюме: Целью исследования служило уточнение особенностей реакции микроциркуляции на ингаляции синглетного кислорода. Эксперимент выполнен на 41 белых крысах-самцах линии Wistar, из которых сформированы группы: контрольная (10 крыс) и 4 основных (животные получали ингаляции озона, увлажненного озона, озонидов и синглетного кислорода соответственно). Концентрация озона во всех сериях составляла 60 мкг/л. Продолжительность воздействия составляла 10 дней. Состояние системы микроциркуляции оценивали с помощью программно-аппаратного комплекса ЛАКК-02. Показано, что использование озона в газовой фазе приводит к существенному угнетению микроциркуляции с увеличением участия в ее регуляции сердечного компонента. Установлено, что наиболее оптимальная реакция системы микроциркуляции была зарегистрирована для варианта, включающего применение синглетного кислорода, по сравнению с озоном, подаваемым ингаляционно в виде водяной смеси или озонидов.

Summary: The aim of this work is estimation of microcirculatory reaction on inhalations of singlet oxygen. For this experiment Wistar rats (n=41) were used. Five groups of animals were formed: first group (n=10) was control, rats of second, third and fourth group got inhalations of dry, moist ozone-oxygen mixtures and oil ozonides (ozone dose - 60 mcg/l). Animals of fifth one were inhaled by singlet oxygen. All procedures were executed every day during 10 days. Microcirculation state was studied with lazer Doppler flowmetry. It was fixed, that use of gaseous ozone led to clear increasing of microcirculation intensity with elevation of role of heart regulatory component. Most optimal microcirculatory reaction was fixed for inhalations of singlet oxygen in comparison to use of moist ozone-oxygen mixtures and oil ozonides.

В арсенале физиотерапевтических средств особое место занимает ингаляционная кислородотерапия. Как свидетельствуют многочисленные литературные данные, этот метод показан при острых и хронических обструктивных заболеваниях легких (бронхит, эмфизема), патологии сердечнососудистой системы, в практике интенсивной терапии и реанимации и многих других патологиях, требующих коррекции гипоксических нарушений [1]. Медико-технические разработки последних лет предполагают возможность применения для ингаляций и других форм активного кислорода и биорадикалов для ингаляций, в частности синглетного кислорода, оксида азота [5, 6]. Ранее нами был изучен характер системных реакций со стороны микроциркуляции при ингаляционной озонотерапии, осуществляемой разными формами озона

(газообразным, растворенным в физиологическом растворе и в виде озонидов) [5]. Эти работа показала преимущество ингаляций масляных озонидов перед другими формами озона, однако, было констатировано достоверное снижение показателя циркуляции после 10-дневных ингаляций здоровым крысам особенно для газообразного озона. С целью выяснения возможностей применения других форм активного кислорода проведены дополнительные экспериментальные исследования ответных реакций со стороны микроциркуляции при ингаляциях синглетного кислорода.

Материалы и методы

Эксперимент выполнен на 41 белых крысах-самцах линии Wistar массой 200230 гр., при этом животные были разделены на 5 групп: контрольная (10 крыс, с которыми не выполняли никаких манипуляций) и 4 основных (7 крыс, которым ежедневно проводили ингаляции озоном в газовой фазе в течение 10 минут; 7 крыс, получавших ингаляции увлажненным озоном с той же концентрацией, 7 крыс, ингалирование которых проводили озоном, пропускаемым через водно-масляную эмульсию, концентрация озона во всех сериях составляла 60 мкг/л на озонаторе «МЕДОЗОНС-СИСТЕМ»; и 10 крыс, которых ингалировали синглетным кислородом с помощью аппарата AIRNERGY-Professional Plus). Продолжительность экспериментального воздействия составляла 10 дней, по ее завершению крыс выводили из эксперимента путем декапитации с предварительной перерезкой сонной артерии под эфирным наркозом. Содержание животных и необходимые экспериментальные вмешательства осуществляли согласно приказу Минздравсоцразвития Состояние системы микроциркуляции оценивали с помощью программно-аппаратного комплекса ЛАКК-02 (НПО «ЛАЗМА», Москва), при этом учитывали первичный параметр - показатель микроциркуляции (ПМ), а также расчетные параметры (роль отдельных компонентов регуляции кровотока по микрососудам) [3].

Полученные данные были обработаны с помощью программ Statistica 6.0 и Microsoft Excel. Различия считали достоверными при уровне значимости p<0,05.

Результаты и обсуждение

Курсовое применение ингаляций озона в любой форме через 10 суток сопровождалось снижением системного микроциркуляторного кровотока. Ингаляции озоном в газовой фазе способствовали снижению уровня базового параметра - ПМ на 66% от исходного (p<0,05) [рис. 1].

При этом компенсаторно увеличивалась роль дыхательного и сердечного компонентов регуляторных систем, обеспечивающих микроциркуляцию соответственно в 2,2 раза; (p<0,05); ив 1,3 раза; (p<0,05) в сочетании с параллельным значительным снижением участия в регуляции кровотока по микрососудам эндотелиального фактора (на 33%; p<0,05), На этом фоне оставались практически неизменными нейрогенный и миогенный компоненты. Сниженный на 10% показатель шунтирования кровотока по микрососудам со значимым уменьшением движения по ним крови - ПМ снижался до 33,6% от исходного, свидетельствовал о депрессивном состоянии микроциркуляции. Таким образом, использование озона в газовой фазе приводит к существенному

угнетению микроциркуляции с увеличением участия в ее регуляции сердечного компонента (реакции системной гемодинамики и дыхания).

250

л а а

г? а

и

«

о и

Л

ч о

к о

и «

и «

о

а

^

н

о

^

200

150

100

50

озон

увлажненный озон

масляные озониды

Е синглетный кислород

ПМ

Э

Н

М

Д

С

0

Рис. 1. Состояние микроциркуляции при различных вариантах ингаляционного

применения активных форм кислорода

У крыс, получавших ингаляции увлажненного (путем пропускания озона через воду) озона, а также озонидов растительного масла было зарегистрировано умеренное снижение активности микроциркуляции - на 26% в обеих группах животных ф<0,05). Системы регуляции в этих двух группах животных несколько по разному отвечали на снижение объемного кровотока по микрососудам. В заметно большей степени в процесс поддержания кровотока включались регуляторные факторы: эндотелиальный, нейрогенный, миогенный, дыхательный, увеличенные на фоне ингалирования озона в водной среде соответственно в 1,1; 1,4;1,3;1,3 раза, кроме сердечного фактора. Отмеченная тенденция относительного возрастания шунтирования кровотока соответственно до 107 и 105% у этих животных, возможно, была ответной реакцией на усиление влияния регуляторных факторов.

В отличие от животных, ингалируемых озоном, у крыс, получавших ингаляции синглетным кислородом, показатель микроциркуляции оставался неизменным - 103% по сравнению с интактными крысами (рис. 1), а активность компонентов регуляции колебалась в пределах исходного уровня (р<0,05).

Выявленное нами различие в ответной реакции системы микроциркуляции на ингаляционное воздействие разных форм активного кислорода можно объяснить двумя обстоятельствами. Ингаляции газовой смеси с озоном (в чистом виде, увлажненного или в виде озонида) по своей физико-химической природе обеспечивают большее парциальное давление кислорода в крови, что, по аналогии с ГБО [2], должно снижать периферический кровоток, который после сеанса и курса баротерапии постепенно восстанавливается. При ингаляциях синглетного кислорода, получаемого от аппарата AINERGY-терапии, поскольку в аппарате используется обычный воздух, при здоровых легких содержание кислорода в

крови существенно не меняется. В то же время процессы основного метаболизма замедляются, а их эффективность повышается - таким образом, основной обмен (ОО) должен снижаться. Если такой «энергетический выигрыш» реализуется непосредственно на уровне органов, то это позволяет им работать более эффективно, вегетососудистая регуляция должна измениться вследствие увеличения управляющих возможностей автономной нервной системы и увеличения потенциала такого управления. Это объясняется повышением реактивности всех нервных волокон, в том числе и автономной нервной системы. В результате управление всеми функциями органов осуществляется более точно, они работают более эффективно [4, 6].

Заключение

Таким образом, наиболее оптимальная реакция системы микроциркуляции на ингаляции газовых смесей с различными формами активного кислорода в выполненных экспериментальных исследованиях была зарегистрирована для варианта, включающего применение синглетного кислорода, по сравнению с озоном, подаваемым ингаляционно в составе водяной смеси или озонидов растительного масла.

Литература:

1. Боголюбов В.С. Аэрозоли и электроаэрозоли // Медицинская реабилитация. М., 2007. С. 297-314.

2. Бураковский В.И., Бокерия Л.А. Гипербарическая оксигенация в сердечнососудистой хирургии. М., 1974. 336 с.

3. Лазерная допплеровская флоуметрия микроциркуляции крови / Под ред. А.И. Крупаткина, В.В. Сидорова. Руководство для врачей. М: Издательство «Медицина», 2005. 256 с.

4. Мартусевич А.А., Перетягин С.П., Мартусевич А.К. Молекулярные и клеточные механизмы действия синглетного кислорода на биосистемы // Современные технологии в медицине. 2012. №2. С. 128-134.

5. Перетягин С.П., Мартусевич А.К., Перетягин П.В., Мартусевич А.А. Исследование реакции системы микроциркуляции организма крысы на ингаляционную озонотерапию // Вестник физиотерапии и курортологии. 2012. №5. С. 32-34.

6. Hulten L.M., Holmstrom M., Soussi B. Harmful singlet oxygen can be helpful // Free Radical Biol. Med. 1999. Vol. 27, №11/12. P. 1203-1207.