DYNAMICS OF SOME HEMATOLOGICAL PARAMETERS UNDER THE INHALATIONS OF REACTIVE OXYGEN SPECIES

Мартусевич А.А.¹, Дерюгина А.В.², Ковалева Л.К.³, Мартусевич А.К.⁴

¹младший научный сотрудник, Приволжский федеральный медицинский исследовательский центр, ²Доктор биологических наук, доцент, Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, ³Кандидат биологических наук, Кировская государственная медицинская академия, ⁴Доктор биологических наук, Приволжский федеральный медицинский исследовательский центр

ДИНАМИКА НЕКОТОРЫХ ГЕМАТОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРИ ИНГАЛЯЦИЯХ АКТИВНЫМИ ФОРМАМИ КИСЛОРОДА

Аннотация

Изучали ингаляционное воздействие активных форм кислорода (синглетного кислорода, озона в газовой фазе и увлажненного озона) на систему крови крыс. Установлено, что ингаляции активных форм кислорода изменяют гематологические показатели крыс, затрагивая в первую очередь эритроцитарное и лейкоцитарное звено системы крови, при этом синглетный кислород способствует гиперхромии эритроцитов, а ингаляции озоном в разных вариантах разнонаправлено изменяют состояние системы крови, влияя не только на содержание гемоглобина, но и на количество эритроцитов.

Ключевые слова: озон, синглетный кислород, ингаляции.  

Martusevich A.A.¹, Derugina A.V.², Kovaleva L.K.³, Martusevich A.K.⁴

¹Junior Researcher, Privolzhskii Federal Medical Research Centre, ²PhD in biology, Nizhny Novgorod State University, ³PhD in biology, Kirov State Medical Academy, ⁴PhD in biology, Privolzhskii Federal Medical Research Centre

DYNAMICS OF SOME HEMATOLOGICAL PARAMETERS UNDER THE INHALATIONS OF REACTIVE OXYGEN SPECIES

Abstract

We studied the effect of reactive oxygen species, such as singlet oxygen, dry and moistured ozone-oxygen mixture, on blood parameters. It was stated that the use of reactive oxygen species cause the changes in hematological parameters of the rats. In particular, we fixed that the inhalations of singlet oxygen lead to erythrocyte hyperchromia. At other side, the result of ozone-oxygen mixture action is associated with its additional parameters (dry or moisture state) and realized in dynamics of hemoglobin level and red blood cells count.

Keywords: ozone, singlet oxygen, inhalations.  

Известно, что накопление в клетках продуктов перекисного окисления липидов является компонентом патогенеза многих заболеваний [1-4]. С другой стороны, протекание процессов липопероксидации служит важным звеном обновления клеточных мембран и средством обеспечения их пластичности [4-8]. В связи с этим, нормализация баланса в системе «прооксиданты - антиоксиданты» рассматривается как необходимый фактор поддержания гомеостаза на организменном уровне [2, 6, 7]. Этому способствуют различные лечебные технологии, предусматривающие системное или локальное применение активных форм кислорода (АФК) [7-9]. В настоящее время наибольшее распространение получила озонотерапия, причем превалирует ее системное применение (введение озонированного физиологического раствора) [9]. В то же время эффективность использования других вариантов введения в организм медицинского озона, в том числе ингаляционного, изучена недостаточно полно. Следует отметить, что ингаляционное воздействие оказывает как местный, так системный эффект.

С учетом того, что ингаляционная терапия вызывает реакцию со стороны системы крови, логично предположить, что применение АФК в газовой фазе будет способствовать изменению гематологических показателей. Подтверждением этого тезиса может служить то, что контроль лечебного и/или токсического эффекта различных соединений в качестве обязательного компонента включает изучение изменений в системе крови [10-12]. В связи с вышеперечисленным, целью данной работы явилось исследование динамики гематологических показателей при ингаляциях различными АФК в эксперименте.

 Материал и методы исследования

Эксперимент выполнен на 35 белых крысах-самцах линии Wistar массой 200-220гр. Животные были разделены на 4 группы: интактная (10 крыс, с которыми не выполняли никаких манипуляций) и 3 экспериментальных (10 крыс, получавших ингаляции синглетным кислородом; 10 крыс, которым проводили ингаляции озоном с концентрацией 60 мкг/л; 10 крыс, получавших ингаляции увлажненным озоном при пропускании его через воду). Синглетный кислород получали с помощью аппарата Airnergy (Германия), а медицинский озон – с применением озонатора «Медозонс БМ-03». Ингаляции проводили в утренние часы ежедневно в течение 10 дней. На 11-й день животных выводили из эксперимента путем декапитации с предварительной перерезкой сонной артерии под эфирным наркозом. Гематологические показатели оценивали на автоматическом анализаторе Cell-Dyn 610 (USA). Оценку эффекта ингаляционных воздействий производили по количеству эритроцитов и лейкоцитов, а также по содержанию гемоглобина и гематокриту.Полученные данные были обработаны с помощью программ Statistica 6.0 и Microsoft Excel с использованием методов одномерной статистики. Результаты представлены в виде М±m.

Результаты и обсуждение

В группе, получавшей ингаляции синглетным кислородом, выявлено достоверное увеличение количества гемоглобина (с 96,4±2,3 г/л до 118,7±8,8 г/л; р<0,05) при сохранявшемся на уровне интактных животных количестве эритроцитов (р>0,05), что свидетельствует об усилении газотранспортной функции эритроцитов за счет гиперхромии. При ингаляции озоном наблюдали достоверное (р<0,05) увеличение гематокрита (по сравнению с интактными животными и группой, получавшей синглетный кислород в виде ингаляций на 28% и 31% соответственно), что свидетельствует о гемоконцентрации). Тенденция повышения гемоглобина сохраняется по сравнению с контрольной и ингалированной синглетным кислородом группой (до 150±10 г/л; р<0,05 по отношению к обеим группам) при неизменном уровне эритроцитов. Гемоконцентрация, на наш взгляд, может быть связана либо с увеличением объема клеточной массы, либо с развивающимися явлениями дегидратации организма. Увеличение количества лейкоцитов (в основном, за счет лимфоцитов) по сравнению с интактными животными (с 2,4±0,36 *10⁹ /л до 3,56±0,073*10⁹ /л; р<0,05) свидетельствует о возможной активации клеточного звена иммунитета. У животных, получавших ингаляции увлажненным озоном (пропускание озона через воду) наблюдалось увеличение (р<0,05) уровня лейкоцитов (за счет лимфоцитарного звена как по сравнению с интактными, так и с животными, получавшими синглетный кислород (на 33% и 25% соответственно; р<0,05). Гиперхромия эритроцитов в данной группе наиболее выражена по сравнению со всеми остальными группами (р<0,05). Отсутствие явления гемоконцентрации свидетельствует, на наш взгляд, о более мягком, по сравнению с чистым озоном, воздействии на организм.

Выводы

1. Ингаляционное применение активных форм кислорода значимо изменяет гематологические показатели крыс, затрагивая в первую очередь эритроцитарное и лейкоцитарное звено системы крови, а также существенно влияет на гематокрит.
2. Синглетный кислород в виде ингаляций способствует оптимизации газотранспортной функции эритроцитов за счет гиперхромии.
3. Ингаляции озоном в разных вариантах (в газовой фазе и в увлажненном виде) разнонаправлено изменяют состояние системы крови, влияя не только на содержание гемоглобина, но и на количество красных кровяных клеток.

Литература

1. Крылов В.Н., Дерюгина А.В., Гришина А.А. Изменение электрофоретической подвижности эритроцитов и липидиного спектра их мембран при различных стрессовых воздействиях // Гематология и трансфузиология. - 2010. - №3. - С. 40-43.
2. Казимирко В.К. с соавт. Свободнорадикальное окисление и антиоксидантная терапия. Киев: Морион, 2004. 160 с.
3. Маннапова Р.Т., Рапиев Р.А., Магадеев К.Р. Адаптационные реакции крови при экспериментальном гипотиреозе крыс // Морфология. - 2008. - Т. 133, №2. - С.83-84.
4. Young I.S., Woodside J.V. Antioxidant in health and disease // J. Clin. Pathol. 2001. Vol. 54. P. 176-186.
5. Геннис Р. Биомембраны: Молекулярная структура и функция. М.: Мир, 1997. 624 с.
6. Лакомкин В.Л., Коркина О.В., Цыпленкова В.Г. с соавт. Защитное действие убихинона (коэнзима Q10) при ишемии и реперфузии сердца // Кардиология. - 2002. - Т. 42, №12. - С. 51–55.
7. Костюк В.А., Потапович А.И. Биорадикалы и биоантиоксиданты. Минск: БГУ, 2004. 174 с.
8. 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.
9. Перетягин С.П., Стручков А.А., Мартусевич А.К. с соавт. Применение озона как средства детоксикации в раннем периоде ожоговой болезни // Скорая медицинская помощь. - 2011. - Т. 12, №3. - С. 39-43.
10. Большухин С.Ю., Косых А.А., Перетягин С.П. с соавт. Экспериментальное изучение состояния липопероксидации при введении озона в условиях острой и хронической интоксикации // Фундаментальные исследования. - 2011. - №9. - С. 15-20.
11. Калимуллина Л.Б., Ахмадеев А.В. Гематологические характеристики крыс линии wag/rij в постнатальном онтогенезе // Успехи современного естествознания. - 2005. - №10. - С. 58.
12. Новожилов А.В., Катюхин Л.Н. Динамика гематологических показателей крови белых крыс в постнатальном онтогенезе // Журнал эволюционной биохимии и физиологии. - 2008. - Т. 44, №6. - С. 613-621.

References

1. Krylov V.N., Derjugina A.V., Grishina A.A. Izmenenie jelektroforeticheskoj podvizhnosti jeritrocitov i lipidinogo spektra ih membran pri razlichnyh stressovyh vozdejstvijah // Gematologija i transfuziologija. - 2010. - №3. - S. 40-43.
2. Kazimirko V.K. s soavt. Svobodnoradikal'noe okislenie i antioksidantnaja terapija. Kiev: Morion, 2004. 160 s.
3. Mannapova R.T., Rapiev R.A., Magadeev K.R. Adaptacionnye reakcii krovi pri jeksperimental'nom gipotireoze krys // Morfologija. - 2008. - T. 133, №2. - S. 83-84.
4. Young I.S., Woodside J.V. Antioxidant in health and disease // J. Clin. Pathol. 2001. Vol. 54. P. 176-186.
5. Gennis R. Biomembrany: Molekuljarnaja struktura i funkcija. M.: Mir, 1997. 624 s.
6. Lakomkin V.L., Korkina O.V., Cyplenkova V.G. s soavt. Zashhitnoe dejstvie ubihinona (kojenzima Q10) pri ishemii i reperfuzii serdca // Kardiologija. - 2002. - T. 42, №12. - S. 51–55.
7. Kostjuk V.A., Potapovich A.I. Bioradikaly i bioantioksidanty. Minsk: BGU, 2004. 174 s.
8. Martusevich A.A., Peretjagin S.P., Martusevich A.K. Molekuljarnye i kletochnye mehanizmy dejstvija singletnogo kisloroda na biosistemy // Sovremennye tehnologii v medicine. - 2012. - №2. - S. 128-134.
9. Peretjagin S.P., Struchkov A.A., Martusevich A.K. s soavt. Primenenie ozona kak sredstva detoksikacii v rannem periode ozhogovoj bolezni // Skoraja medicinskaja pomoshh'. - 2011. - T. 12, №3. - S. 39-43.
10. Bol'shuhin S.Ju., Kosyh A.A., Peretjagin S.P. s soavt. Jeksperimental'noe izuchenie sostojanija lipoperoksidacii pri vvedenii ozona v uslovijah ostroj i hronicheskoj intoksikacii // Fundamental'nye issledovanija. - 2011. - №9. - S. 15-20.
11. Kalimullina L.B., Ahmadeev A.V. Gematologicheskie harakteristiki krys linii wag/rij v postnatal'nom ontogeneze // Uspehi sovremennogo estestvoznanija. - 2005. - №10. - S. 58.
12. Novozhilov A.V., Katjuhin L.N. Dinamika gematologicheskih pokazatelej krovi belyh krys v postnatal'nom ontogeneze // Zhurnal jevoljucionnoj biohimii i fiziologii. - 2008. - T. 44, №6. - S. 613-621.