Оценка действия динитрозильных комплексов железа на некоторые физико-химические показатели крови in vitro

Экспериментальная медицина

УДК 615.015.45:546.72

ОЦЕНКА ДЕЙСТВИЯ ДИНИТРОЗИЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ ЖЕЛЕЗА НА НЕКОТОРЫЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ КРОВИ IN VITRO

А.Ф. Ванин1, А.К. Мартусевич2, С.П. Перетягин2, А.В. Давыдюк2,

'ФГБУН «Институт химической физики им Н.Н. Семенова Российской академии наук», г. Москва,

2ФГБУ «Нижегородский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии»

Перетягин Сергей Петрович - e-mail: psp_aro@mail.ru

Целью работы служило изучение эффекта динитрозильных комплексов железа (ДНКЖ) на некоторые физико-химические параметры цельной крови человека in vitro. Для этого в образцы крови (5 мл) вводили различные количества водного раствора ДНКЖ (концентрация вещества -3 ммоль/л; вводимый объем - 0,05; 0,1 и 0,2 мл). Синтез ДНКЖ производили по методике А.Ф. Ванина с соавт. (2005). В плазме крови обработанных ДНКЖ и контрольных образцов с помощью автоматического анализатора ABL-77 определяли рН, парциальное давление газов, концентрацию основных ионов плазмы и параметры кислотно-щелочного равновесия. Экспериментальные исследования позволили установить наличие выраженного действия ДНКЖ на физико-химические свойства и газовый состав крови. Оно включает умеренное смещение рН в щелочную сторону, а также оптимизацию соотношения газов вследствие снижения парциального давления углекислого газа в сочетании с увеличением давления кислорода in vitro.

Ключевые слова: динитрозильные комплексы железа, кровь, рН, газовый состав, кислотно-щелочное равновесие.

The aim of this work is investigation of dinitrosyl iron complexes (DNIC) effect to some physical and chemical parameters of human whole blood in vitro. Water solution of DNIC (3 mM) was injected in blood samples (5 ml). DNIC were synthesed by method of A.F. Vanin et al. (2005). In blood samples we estimated pH, gases partial pressure, main ions concentration and parameters of acid-base balance. We fixed clear positive action of DNIC on blood pH and gases partial pressure (decreasing of carbon dioxide level with elevation of oxygen level).

Key words: dinitrosyl iron complexes, blood, pH, gases, acid-base balance.

Многочисленными исследованиями ряда научных коллективов, руководимых или курируемых проф. А.Ф. Ваниным, показано, что динитрозильные комплексы железа (ДНКЖ) служат естественными депо монооксида азота [1, 2, 3]. Также установлено, что экзогенное введение данного соединения обладает различными фармакологическими эффектами (в частности, способствует развитию обратимой вазодилятации [3]). В то же время молекулярноклеточные механизмы действия ДНКЖ на биологические системы изучены недостаточно полно. Так, малочисленны сведения относительно характера их влияния на физикохимические показатели крови [2, 4]. Поэтому целью работы служило изучение эффекта динитрозильных комплексов железа (ДНКЖ) на некоторые физико-химические параметры цельной крови человека in vitro.

Материалы и методы

Нами произведена оценка действия водных растворов ДНКЖ на цельную консервированную кровь здоровых доноров. Для этого в образцы крови (5 мл) вводили различные количества водного раствора ДНКЖ (концентрация вещества - 3 ммоль/л; вводимый объем - 0,05; 0,1 и 0,2 мл). Синтез ДНКЖ производили по методике А.Ф. Ванина с соавт. (2005) [5]. Концентрацию ДНКЖ в растворе оценивали спектрофотометрически, учитывая известный коэффициент молярной экстинкции соединения при длинах волны 310 и 360 нм. Экспозиция после воздействия составляла 3 минуты. Контролем выступал образец, на который не оказывали никаких воздействий. В плазме крови обработанных ДНКЖ и контрольных образцов с помощью автоматического анализатора ABL-77

определяли рН, парциальное давление газов, концентрацию основных ионов плазмы и параметры кислотнощелочного равновесия. Результаты обрабатывали с использованием программы Statistica 6.0.

Результаты исследования

Установлено, что обработка цельной крови человека водными растворами динитрозильных комплексов железа приводит к нарастанию рН данной биологической жидкости, причем указанный эффект носит дозозависимый характер (рис. 1).

РИС. 1.

Уровень рН крови при действии различных количеств динитрозильных комплексов железа (ДНКЖ).

Так, введение минимальной дозы ДНКЖ (0,15 мкг) способствует незначительному увеличению рассматриваемого параметра (на 0,08 ед.; р<0,1). Насыщение образцов

Экспериментальная медицина

IVh

МЕДИЦИНСКИЙ

АЛЬМАНАХ

крови более высокими дозами донора N0 обуславливает дозозависимый прирост рН, достигая уровня статистической значимости и составляя при применении максимальной дозы (0,6 мкг) соединения +0,143 ед. (р<0,05).

На основании проведенных исследований также выявлено, что введение в биологическую жидкость водных растворов ДНКЖ приводит к сдвигам парциального давления кислорода и углекислого газа (рис. 2). Так, установлено дозозависимое снижение парциального давления СО2, причем этому способствует введение донора N0 во всех изученных дозах. Интерес представляет тот факт, что в отношении рассматриваемого параметра влияние дозы ДНКЖ минимально.

Параллельно указанной тенденции наблюдали нарастание парциального давления кислорода, динамика которого демонстрировала сильную прямую корреляционную

связь с количеством вводимых ДНКЖ (r=+0,88; p<0,01). С учетом того обстоятельства, что в образцы крови вводили не газообразный NO-содержащий поток, а водный раствор донора оксида азота, можно предположить, что обнаруженное позитивное влияние рассматриваемого соединения на газовый состав крови преимущественно обусловлен активацией кислородной емкости крови.

Заключение

Таким образом, экспериментальные исследования позволили установить наличие выраженного действия ДНКЖ на физико-химические свойства и газовый состав крови. Оно включает умеренное смещение рН в щелочную сторону, а также оптимизацию соотношения газов вследствие снижения парциального давления углекислого газа в сочетании с увеличением давления кислорода in vitro. В целом, полученные данные косвенно свидетельствуют о позитивном эффекте ДНКЖ в отношении изученных физикохимических параметров крови человека. ^

ЛИТЕРАТУРА

1. Borodulin R.R., Kubrina L.N., Mikoyan V.D. et al. Dinitrosyl iron complexes with glutathione as NO and NO+ donors. Nitric oxide Biol. Chem. 2013. Vol. 291. P. 4-16.

2. Mikoyan V.D., Serezhenkov V.A., Brazhnikova N.V. et al. Formation of paramagnetic nitrosyl complexes of nonheme iron in the animal organism with the participation of nitric oxide from exogenous and endogenous sources. Biophysics. 2004. Vol. 41. P. 110-116.

3. Vanin A.F. Dinitrosyl iron complexes with thiolate ligands: physico-chemistry, biochemistry and physiology. Nitric oxide Biol. Chem. 2009. Vol. 21. P. 1-13.

4. Surio Rahmanto Y., Kalinowski D.S., Lane D.J. et al. Nitrogen monoxide (NO) storage and transport by dinitrosyl-dithiol-iron complexes: long-lived NO that is trafficked by interacting proteins. J. Biol. Chem. 2012. Vol. 287. P. 6960-6968.

5. Ванин А.Ф., Лозинский В.И., Капелько В.И. Полимерная композиция для создания стабилизированной формы динитрозильного комплекса железа и метод синтеза этой формы. Патент РФ № 2291880 от 01.12.2005 г.

250т

200

контроль

ДНКЖ 0,05 мл

ДНКЖ 0,1 мл

ДНКЖ 0,2 мл

РИС. 2.

Парциальное давление кислорода и углекислого газа в крови при введении в нее различных доз динитрозильных комплексов железа.