СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПОНИЖЕННОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ НИТРИТОВ В ПЛАЗМЕ КРОВИ В УСЛОВИЯХ СТРЕССА Российский патент 2009 года по МПК A61N5/02 

Изобретение относится к медицине, в частности к кардиологии, и может быть использовано для восстановления сниженной продукции нитритов в плазме крови у кардиологических больных.

Эндотелиальная дисфункция является начальным этапом в патогенезе различных заболеваний сердечно-сосудистой системы, таких как артериальная гипертензия, атеросклероз, ишемическая болезнь сердца: стабильная и нестабильная стенокардия [Stokes К.Y. Granger D.N. The microcirculation: a motor for the systemic inflammatory response and large vessel disease induced by hypercholestcrolaemia? // J Physiol. - 2004. - V.562 - №3. - P.647-653.]. Дисфункция эндотелия сопровождается снижением продукции вазодилататорных и антитромбогенных агентов и преобладанием вазоконстрикторных и протромбогенных факторов, что приводит к повышению тонуса сосудов и провоцирует развитие тромбозов. Одним из важнейших факторов, выделяемых эндотелием, является оксид азота [Ignarro L.G., Murad F. Nitric oxide: biochemistry, molecular biology and therapeutic implication. // Adv. Pharmacol. - 1995. - V.34. - P.1-516.]. Кроме того, именно оксид азота регулирует продукцию других биологически активных веществ, в частности простациклина [Halcox J.P.J., Nour K.R.A., Zalos G, Quyumi A.A. Coronary vasodilatation and improvement in endothelial dysfunction with endothelin ETA receptor blockade. // Circ. Res. - 2001. - V.89. - P.969-976].

Эндогенный оксид азота существует и непрерывно синтезируется в органах, тканях и клетках ферментативным путем при участии NO-синтетаз - семейства цитохром Р-450-подобных ферментов, использующих в качестве субстрата аминокислоту L-аргинин. Образующийся в организме оксид азота, окисляясь, переходит в нитриты, а затем в нитраты [Карпюк В.Б., Черняк Ю.С., Шубич М.Г. Лабораторный мониторинг нитроксидергической вазорелаксации при субарахноидальном кровоизлиянии. // Клиническая и лабораторная диагностика - 2000. - №5. - С.16-19.].

Доказано, что у больных уже на начальных стадиях развития заболеваний сердечно-сосудистой системы происходит снижение синтеза оксида азота эндотелием, что проявляется снижением концентрации в плазме крови его стабильных метаболитов - нитритов и нитратов [Манухина Е.Б., Лямина Н.П., Долотовская П.В., Лямина С.В. Роль оксида азота и кислородных свободных радикалов в патогенезе артериальной гипертензии. // Кардиология. - 2002. - №11. - С.34-7.].

Одним из важнейших этиологических факторов, приводящих к развитию заболеваний сердечно-сосудистой системы, является стресс. Чрезмерная по силе или продолжительности стрессорная реакция приводит к развитию нарушений, обусловливающих возникновение ряда заболеваний [Меерсон Ф.З. Адаптация, стресс и профилактика /. М.: Наука, 1981. - 425 с.].

В настоящее время обосновано представление о системе генерации оксида азота как об обособленной стресс-лимитирующей системе. Она активируется при действии на организм различных стресс-факторов и в процессе адаптации к повторным воздействиям факторов среды [Малышев И.Ю., Манухина Е.Б. Стресс, адаптация и оксид азота. // Биохимия. - 1998. - Т.63. - №7. - С.992-1006.; Манухина Е.Б., Малышев И.Ю. Стресс-лимитирующая система оксида азота. // Росс. физиол. журнал им. И.М.Сеченова. - 2000. - Т.86. - №.10. - С.1283-1292.].

Увеличение продукции оксида азота обычно отмечается при действии кратковременных стрессоров и, по-видимому, соответствует стадии мобилизации при адекватной стресс-реакции. Снижение продукции NO происходит при длительных и тяжелых стрессах и соответствует стадии истощения при чрезмерной стрессорной реакции [Малышев И.Ю., Манухина Е.Б. Стресс, адаптация и оксид азота. // Биохимия. - 1998. - Т.63. - №7. - С.992-1006.; Манухина Е.Б., Малышев И.Ю. Стресс-лимитирующая система оксида азота // Росс. физиол. журнал им. И.М.Сеченова. - 2000. - Т.86. - №.10. - С.1283-1292].

Исследование и разработка методов регулирования синтеза, поддержания физиологического уровня концентрации и функционального состояния эндогенного оксида азота в клетках, органах и в организме в целом представляет несомненный научный и практический интерес.

В настоящее время известны способы коррекции продукции оксида азота при помощи группы медикаментозных препаратов - доноров оксида азота. Однако фармакологическая регуляция синтеза NO в живом организме может сопровождаться возникновением нежелательных, а иногда и вредных побочных эффектов. Использование в клинической практике органических нитратов в качестве донаторов оксида азота сопровождается развитием толерантности и перекрестной толерантности, кроме того, может усугублять эндотелиальную дисфункцию, еще больше снижая продукцию оксида азота эндотелием [Münzel Т., Daiber A., Mülsch A. Explaining the Phenomenon of Nitrate Tolerance. // AHA Circulation Research. - 2005. - V.97. - P.618-645.]. Это диктует необходимость изыскания неинвазивных физических регуляторов синтеза эндогенного оксида азота на основе естественного физиологического регулирования.

Для оценки эндогенного синтеза оксида азота наряду с прямым измерением активности NOS (по образованию цитрулина) используют концентрацию стабильных метаболитов - нитритов и нитратов. Концентрация нитритов является объективным критерием активности нитроксидергической системы [Карпюк В.Б., Черняк Ю.С., Шубич М.Г. Лабораторный мониторинг нитроксидергической вазорелаксации при субарахноидальном кровоизлиянии. // Клиническая и лабораторная диагностика - 2000. - №5 - С.16-19.].

Нами впервые предложен способ восстановления пониженной концентрации нитритов в плазме крови в условиях стресса, включающий облучение животных электромагнитными волнам мощностью 0,7 мВт (плотность мощности потока 0,2 мВт/см²) на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176-150,664 ГГц в течение 30 мин.

Проводилось изучение образцов сыворотки крови 80 белых нелинейных крыс-самцов массой 180-220 г.

В качестве модели острого стресса нами использовалась жесткая фиксация на спине в течение 3-х часов [Киричук В.Ф., Иванов А.Н., Антипова О.Н., Креницкий А.П., Майбородин А.В., Тупикин В.Д., Бецкий О.В. Влияние КВЧ-облучения на функции тромбоцитов и эритроцитов белых крыс, находящихся в состоянии стресса. // Цитология - 2005. - Т.47 (1). - С.64-70.].

Облучение животных ТГЧ-волнами на частотах МСИП оксида азота 150,176-150,664 ГГц проводилось генератором «КВЧ-NO», разработанным в Медико-технической ассоциации КВЧ (г.Москва) совместно с ФГУП «НПП-Исток» (г.Фрязино) и ОАО ЦНИИИА (г.Саратов) [Бецкий О.В., Креницкий А.П., Майбородин А.В., Тупикин В.Д. Аппарат для лечения волнами крайне высоких частот. // Патент РФ на полезную модель №50835 от 27.01.2006]. Облучалась поверхность кожи площадью 3 см² над областью мечевидного отростка грудины. Облучатель располагался на расстоянии 1,5 см над поверхностью тела животного. Мощность излучения генератора равнялась 0,7 мВт, а плотность мощности, падающей на участок кожи размером 3 см², составляла 0,2 мВт/см². Доза облучения определялась плотностью мощности, падающей на кожу, и суммарным временем облучения. Однократное облучение животных в состоянии острого стресса проводилось в течение 30 минут.

Забор крови осуществляли пункцией правых отделов сердца. Определение концентрации нитритов в плазме крови проводилось с использованием реактива Грисса [Карток В.Б., Черняк Ю.С., Шубич М.Г. Лабораторный мониторинг нитроксидергической вазорелаксации при субарахноидальном кровоизлиянии. // Клиническая и лабораторная диагностика - 2000. - №5 - С.16-19.].

Исследование проведено на 3-х группах животных: 1-я группа - контрольная, включала 20 интактных животных; 2-я группа - сравнительная, содержала 28 крыс-самцов, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса; 3-я группа - опытная, включала 32 животных, подвергнутых ТГЧ-облучению на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176-150,664 ГГц.

Все животные находились в одинаковых условиях. В группах контроля и сравнения проводились такие же манипуляции, сопутствующие облучению, как и у животных опытной групы. Эксперименты на животных проводились в соответствии с требованиями Женевской конвенции «International Guiding Principles for Biomedical Research Involving Animals» (Geneva, 1990).

Статистическая обработка полученных данных осуществлялась при помощи программы Statistica 6.0. Проверялись гипотезы о виде распределений (критерий Шапиро-Уилкса). Большинство наших данных не соответствуют закону нормального распределения, поэтому для сравнения значений использовался U-критерий Манна-Уитни.

В результате проведенных исследований обнаружено, что у крыс-самцов, подвергнутых 3-часовой иммобилизации, происходит статистически достоверное снижение концентрации нитритов в плазме крови (таблица). Это свидетельствует о снижении концентрации оксида азота в плазме крови крыс-самцов, находящихся в состоянии иммобилизационного стресса.

Установлено, что облучение белых крыс-самцов, находящихся в состоянии иммобилизационного стресса, электромагнитными волнами терагерцового диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота приводит к повышению концентрации нитритов плазмы крови (таблица). Однако следует отметить, что диапазон вариабельности концентрации нитритов у животных, подвергнутых облучению терагерцовыми волнами на фоне иммобилизационного стресса, значительно шире вариабельности данного показателя у животных группы контроля (таблица).

В качестве примера приводятся данные 3-х крыс-самцов массой 200, 210 и 190 г соответственно. Первый из них не подвергался никаким воздействиям - контроль, второй - находился в состоянии острого иммобилизационного стресса (3-часовая иммобилизация) и третий - подвергнут 30-мин ТГЧ-облучению на фоне острого иммобилизационного стресса. Концентрация в сыворотке первого животного составляла 0,500 мкг/мл, у второго животного - 0,333 мкг/мл и у третьего - 0,444 мкг/мл.

Таким образом, впервые установлено, что электромагнитное излучение терагерцового диапазона на частотах молекулярного спектра оксида азота 150,176-150,664 ГГц способно восстанавливать пониженную концентрации нитритов в плазме крови в условиях стресса, что косвенно свидетельствует о нормализации продукции оксида азота и дает возможность нормализовать функцию эндотелия при постстрессорных состояниях. Кроме того, предлагаемый способ возможно экстрополировать на больных для лечения ряда заболеваний, сопровождающихся снижением продукции оксида азота, а следовательно, и концентрации его стабильных метаболитов - нитритов (артериальная гипертензия, ишемическая болезнь сердца: стабильная и нестабильная стенокардия и другие заболевания сердечно-сосудистой системы).

Концентрация нитритов в плазме крови у животных в состоянии острого иммобилизационного стресса и подвергнутых ТГЧ-облучению на частотах МСИП оксида азота 150,176 -150,664 ГГцГруппаКонтроль n=20Острый иммобилизационный стресс n=28Острый иммобилизационный стресс совместно с ТГЧ-облучением в течение 30 минут n=32Концентрация нитритов мкг/мл0,503 (0,499; 0,595)0,328 (0,228; 0,380)
Z₁=3,98;
p₁=0,0000680,473 (0,333; 0,629)
Z₁=0,70;
p₁=0,486474;
Z₂=2,65;
p₂=0,007995Примечания: Z₁, p₁ - по сравнению с группой контроля;
Z₂, p₂ - по сравнению с группой животных в состоянии острого стресса

Изобретение относится к экспериментальной медицине и предназначено для восстановления пониженной концентрации нитритов в плазме крови в условиях стресса. Область мечевидного отростка грудины белых крыс, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса, облучают электромагнитными волнами терагерцового диапазона. Используют частоты молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176-150,664 ГГц плотность мощности 0,2 мВт/см². Облучение проводят в течение 30 минут. Предлагаемый способ позволяет нормализовать продукцию оксида азота, а также функцию эндотелия при постстрессорных состояниях. 1 табл.

Способ восстановления пониженной концентрации нитритов в плазме крови в условиях стресса, заключающийся в том, что область мечевидного отростка грудины белых крыс, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса, облучают электромагнитными волнами терагерцового диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176-150,664 ГГц плотностью мощности 0,2 мВт/см² в течение 30 мин.