microcirculationРегионарное кровообращение и микроциркуляцияRegional blood circulation and microcirculation1682-66552712-9756Academician I.P. Pavlov First St. Petersburg State Medical University10.24884/1682-6655-2021-20-4-70-74microcirculation-1012Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ)ORIGINAL ARTICLES (EXPERIMENTAL INVESTIGATIONS)Нереспираторные функции легких при экспериментальном внутримозговом кровоизлиянии в условиях введения финголимодаNon-respiratory functions of lungs in experimental intracerebral hemorage during fingolimod injectionhttps://orcid.org/0000-0002-7417-3305УраковаМ. А.UrakovaM. A.

Уракова Мария Анатольевна – канд. мед. наук, доцент, доцент кафедры патофизиологии и иммунологии

426000, г. Ижевск, ул. Коммунаров, д. 281

Urakova Maria A. – MD, PhD (Med.), associate Professor of Pathological Physiology and Immunology Department

281, Kommunarov str., Izhevsk, 426034

rakova-mariya@yandex.ruФедеральное государственное бюджетное общеобразовательное учреждение высшего образования «Ижевская государственная медицинская академия» Министерство здравоохранения Российской ФедерацииРоссияIzhevsk State Medical AcademyRussian Federation2021100120222047074Copyright © Уракова М.А., 20222022Уракова М.А.Urakova M.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.microcirc.ru/jour/article/view/1012

Введение. Внутримозговое кровоизлияние (ВМК) часто сопровождается осложнениями со стороны дыхательной системы. Одним из методов, способствующих коррекции постинсультных осложнений, является применение иммуносупрессивного препарата финголимода. Цель исследования – изучить нереспираторные функции легких при экспериментальном ВМК на фоне применения финголимода. Материалы и методы. Животные были разделены на 3 группы: 1-я – ВМК, 2-я – ВМК на фоне введения финголимода, 3-я – контроль. ВМК моделировали введением 160 мкл аутологичной крови в латеральный желудочек мозга (P=0,6; D=1,5; V=3,5). Финголимод (FTY 720, Sigma) вводили спустя 1 ч после ВМК (внутрибрюшинно, 1 мг/кг). У животных исследовали биохимические и функциональные параметры сурфактанта легких: методом тонкослойной хроматографии оценивали фракционный спектр фосфолипидов, методом Вильгельми изучали поверхностную активность сурфактанта. Гравиметрическим методом определяли показатели водного обмена, кровенаполнения легких. По количеству стабильных конечных метаболитов – нитратов и нитритов – оценивали уровень NO крови. Результаты. Показано, что экспериментальное ВМК вызывает снижение на 9 % индекса стабильности альвеол, уменьшение на 25 % общего содержания альвеолярных фосфолипидов, а также изменение их фракционного состава: на 68 % снижается уровень основной поверхностно-активной фракции – фосфатидилхолина, на 151 % возрастает количество фосфатидной кислоты, на 163 % – лизофосфатидилхолина. Помимо этого, экспериментальное ВМК сопровождается отеком легких на фоне повышения органного кровенаполнения и увеличения NO крови. Введение финголимода не влияет на поверхностную активность сурфактанта, но полностью коррегирует водный баланс, кровенаполнение легких и содержание NO крови.

Introduction. Intracerebral hemorrhage (ICH) is frequently accompanied by respiratory system complications. One of the correction method of post stroke complications is administration of immunosuppressive drug fingolimod. Theobjective of the study is to investigate non-respiratory lung functions in experimental ICH during fingolimod treatment. Materials and methods. Animals were divided into 3 groups: group 1 with ICH, group 2 with ICH receiving fingolimod and group 3 as reference group. Intracranial hemorrhage was modelled by 160 μl autologic blood injection into lateral brain ventricle (P=0.6; D=1.5; V=3.5). Fingolimod (FTY 720, «Sigma») was administered within 1 hour after ICH (intraabdominal, 1 mg/kg). Biochemistry and functional parameters of the lung surfactant in animals were studied. Phospholipids fractions spectrum was assessed by thin-layer chromatography, superficial surfactant activity by Wilhelmi method. Parameters of water metabolism, pulmonary blood filling were studied by gravimetric method. Level of blood nitric oxide was estimated by amount of nitrates and nitrites stable terminal metabolites. Results. We revealed that experimental ICH causes a decrease of alveolar stability index by 9 %, decrease of total alveolar phospholipids content by 25 % and change of its fraction composition, i.e. decrease of major surface active fraction (phosphatidylcholine) by 68 %, increase of phosphatidic acid amount by 151 % and increase of lisophosphatidylcholine by 163 %. Besides that, experimental ICH is followed by lung edema on the lung blood filling background and increase of blood NO. Fingolimod administration does not affect surfactant surface activity but totally corrects water balance, lung blood filling and blood NO content.

внутримозговое кровоизлияниесурфактантоксид азотаотек легкихфинголимодintracerebral hemorrhagesurfactantpulmonary edemanitric oxidefingolimodReferencesAn SJ, Kim TJ, Yoon BW. Epidemiology, risk factors, and clinical features of intracerebral hemorrhage: an update // J. Stroke. 2017;19(1):3–10. Doi: 10.5853/jos.2016.00864.An SJ, Kim TJ, Yoon BW. Epidemiology, risk factors, and clinical features of intracerebral hemorrhage: an update // J. Stroke. 2017;19(1):3–10. Doi: 10.5853/jos.2016.00864.Urakova MA, Bryndina IG. Surfactant in the water balance of the lungs after intracerebral hemorrhage in conditions of capsaicin blocade of the vagus nerve // Neuroscience and Behavioral Physiology. 2016;46(6):639–643. PMID: 26016324.Urakova MA, Bryndina IG. Surfactant in the water balance of the lungs after intracerebral hemorrhage in conditions of capsaicin blocade of the vagus nerve // Neuroscience and Behavioral Physiology. 2016;46(6):639–643. PMID: 26016324.Уракова М. А. Изменение коагуляционной активности легких при внутрижелудочковом кровоизлиянии и ишемии головного мозга // Гематология и трансфузиология. – 2014.– № 1–1S. – С. 125.Urakova MA. Changes in the coagulation activity of the lungs with intraventricular hemorrhage and cerebral ischemia // Hematology and Transfusiology. 2014;59(1–1S):125 (in Russ.).Уракова М. А., Брындина И. Г. Сурфактант и водный баланс легких при внутримозговом кровоизлиянии в условиях капсаициновой блокады блуждающего нерва // Рос. физиолог. журн. им. И. М. Сеченова. – 2015.– Т. 101, № (3). – С. 308–315.Urakova MA, Bryndina IG. Surfactant and the water balance of the lungs after intracerebral hemorrage in conditions of capsaicin blocade of the vagus nerv // Russian Journal of Physiology. 2015;101(3):308–315. (In Russ.)].Tschoe Ch, Bushnell ChD, Duncan PW, Alexander-Miller MA, Wolfe SQ. Neuroinflammation after intracerebral hemorrhage and potential therapeutic targets // J. Stroke. 2020;22(1):29–46. Doi: 10.5853/jos.2019.02236.Tschoe Ch, Bushnell ChD, Duncan PW, Alexander-Miller MA, Wolfe SQ. Neuroinflammation after intracerebral hemorrhage and potential therapeutic targets // J. Stroke. 2020;22(1):29–46. Doi: 10.5853/jos.2019.02236.Уракова М. А., Брындина И. Г. Влияние финголимода на сурфактант и гемостаз-регулирующую активность легких при экспериментальном аутоиммунном энцефаломиелите // Патогенез. – 2020. – Т. 18, № 4. – С.43–48.Urakova MA, Bryndina IG. The influence of fingolimod on surfactant and hemostasis-regulating activity of the lung in experimental autoimmune encephalomyelitis // Pathogenesis. 2020;18(4):43–48. (In Russ.). Doi:10.25557/2310-0435.2020.04.43-48.Уракова М. А., Брындина И. Г. Влияние финголимода на кровенаполнение, водный баланс легких и дисфункцию эндотелия при экспериментальном ишемическом инсульте// Конвергенция в сфере научной деятельности: проблемы, возможности, перспективы: Материалы Всерос. науч. конф. – 2018. – С. 88–92.Urakova MA, Bryndina IG. Effect of fingolimod on blood circulation, lung water balance and endothelial dysfunction in experimental ischemic stroke // Convergence in the field of scientific activity: problems, opportunities, prospects: Materials of the Russian Scientific Conference. 2018;88–92. (In Russ.).Уракова М. А., Брындина И. Г. Влияние финголимода на нереспираторные функции легких при антифосфолипидном синдроме // Медицина в Кузбассе. – 2021. – № 3. – С.89–92.Urakova MA, Bryndina IG. Influence of fingolimod on non-respiratory function of lungs in antiphospholipid syndrome // Medicine in Kuzbass. 2021;(3):89–92. (In Russ.). Doi: 10.24411/2687-0053-2021-10044.Simard PF, Tosun C, Melnichenko L, Ivanova S, Gerzanich V, Simard JM. Inflammation of the choroid plexus and ependymal layer of the ventricle following intraventricular hemorrhage // Translational Stroke Research. 2011;2(2):227–231. Doi: 10.1007/s12975-011-0070-8.Simard PF, Tosun C, Melnichenko L, Ivanova S, Gerzanich V, Simard JM. Inflammation of the choroid plexus and ependymal layer of the ventricle following intraventricular hemorrhage // Translational Stroke Research. 2011;2(2):227–231. Doi: 10.1007/s12975-011-0070-8.Rolland WB, Lekic T, Krafft PR, Hasegawa Y, Altay O, Hartman R, Ostrowski R, Manaenko A, Tang J, Zhang JH. Fingolimod reduces cerebral lymphocyte infiltration in experimental models of rodent intracerebral hemorrhage // Experimental Neurology. 2013;(241):45–55. Doi: 10.1016/j.expneurol.2012.12.009.Rolland WB, Lekic T, Krafft PR, Hasegawa Y, Altay O, Hartman R, Ostrowski R, Manaenko A, Tang J, Zhang JH. Fingolimod reduces cerebral lymphocyte infiltration in experimental models of rodent intracerebral hemorrhage // Experimental Neurology. 2013;(241):45–55. Doi: 10.1016/j.expneurol.2012.12.009.Ishikawa M, Maekawa K, Saito K, Senoo Y, Urata M, Murayama M, Tajima Y, Kumagai Y, Saito Y. Plasma and Serum Lipidomics of Healthy White Adults Shows Characteristic Profiles by Subjects’ Gender and Age. PLoS One. 2014; 9(3):E91806. Doi: 10.1371/journal.pone.0091806. Available at: https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0091806 (acessed: 08.09.2021).Ishikawa M, Maekawa K, Saito K, Senoo Y, Urata M, Murayama M, Tajima Y, Kumagai Y, Saito Y. Plasma and Serum Lipidomics of Healthy White Adults Shows Characteristic Profiles by Subjects’ Gender and Age. PLoS One. 2014; 9(3):E91806. Doi: 10.1371/journal.pone.0091806. Available at: https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0091806 (acessed: 08.09.2021).Chen Z, Zhong M, Luo Y, Deng L, Hu Z, Song Y. Determination of rheology and surface tension of airway surface liquid: a review of clinical relevance and measurement techniques // Respiratory Research. 2019;20(1):274. Doi: 10.1186/s12931-019-1229-1.Chen Z, Zhong M, Luo Y, Deng L, Hu Z, Song Y. Determination of rheology and surface tension of airway surface liquid: a review of clinical relevance and measurement techniques // Respiratory Research. 2019;20(1):274. Doi: 10.1186/s12931-019-1229-1.Уракова М. А. Негазообменные функции легких при экспериментальном алкоголизме и его сочетании с черепно-мозговой травмой // Бюл. физиологии и патологии дыхания. – 2020. – № 78. – С. 104–109.Urakova MA. Nongas exchance functions of the lungs in experimental alcogol addiction and its combination with traumatic brain injury // Bulletin physiology and pathology of respiration. 2020;(78):104–109. (In Russ.). Doi: 10.36604/1998-5029-2020-78-104-109.Agassandian M, Mallampalli RK. Surfactant phospholipid metabolism // Biochimica Biophyica Acta. 2013; 1831(3):612–625. Doi: 10.1016/j.bbalip.2012.09.010.Agassandian M, Mallampalli RK. Surfactant phospholipid metabolism // Biochimica Biophyica Acta. 2013; 1831(3):612–625. Doi: 10.1016/j.bbalip.2012.09.010.Chaudhry BZ, Cohen JA, Conway DS. Sphingosine 1-phosphate receptor modulators for the treatment of multiple sclerosis // Neurotherapeutics. 2017;14(4);859–873. Doi: 10.1007/s13311-017-0565-4.Chaudhry BZ, Cohen JA, Conway DS. Sphingosine 1-phosphate receptor modulators for the treatment of multiple sclerosis // Neurotherapeutics. 2017;14(4);859–873. Doi: 10.1007/s13311-017-0565-4.Rolland WB, Lekic T, Krafft PR, Hasegawa Y, Altay O, Hartman R, Ostrowski R, Manaenko A, Tang J, Zhang JH. Fingolimod reduces cerebral lymphocyte infiltration in experimental models of rodent intracerebral hemorrhage // Experimental Neurology. 2013;(241):45–55. Doi: 10.1016/j.expneurol.2012.12.009.Rolland WB, Lekic T, Krafft PR, Hasegawa Y, Altay O, Hartman R, Ostrowski R, Manaenko A, Tang J, Zhang JH. Fingolimod reduces cerebral lymphocyte infiltration in experimental models of rodent intracerebral hemorrhage // Experimental Neurology. 2013;(241):45–55. Doi: 10.1016/j.expneurol.2012.12.009.Huang Z, Liu H, Zhang X, Wen G, Zhu Ch, Zhao Y. Transcriptomic analysis of lung tissues after hUC-MSCs and FTY720 treatment of lipopolysaccharide-induced acute lung injury in mouse models // Int. Immunopharmacol. 2018; (63):26–34. Doi: 10.1016/j.intimp.2018.06.036.Huang Z, Liu H, Zhang X, Wen G, Zhu Ch, Zhao Y. Transcriptomic analysis of lung tissues after hUC-MSCs and FTY720 treatment of lipopolysaccharide-induced acute lung injury in mouse models // Int. Immunopharmacol. 2018; (63):26–34. Doi: 10.1016/j.intimp.2018.06.036.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.