microcirculationРегионарное кровообращение и микроциркуляцияRegional blood circulation and microcirculation1682-66552712-9756Academician I.P. Pavlov First St. Petersburg State Medical University10.24884/1682-6655-2021-20-3-70-76microcirculation-976Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ)ORIGINAL ARTICLES (EXPERIMENTAL INVESTIGATIONS)Особенности влияния озона на кислородзависимые процессы крови при гипоксических условияхFeatures of ozone effect on oxygen-dependent processes in the blood under hypoxic conditionsЗинчукВ. В.ZinchukV. V.

Зинчук Виктор Владимирович – д-р мед. наук, профессор, зав. кафедрой нормальной физиологии

230009, Республика Беларусь, г. Гродно, ул. Горького, д. 80

Zinchuk Victor V. – Doctor of Medical Sciences, Professor, Head of the Department of Normal Physiology

80, street Gorky, Grodno, Republic of Belarus, 230009

zinchuk@grsmu.byБилецкаяЕ. С.BiletskayaE. S.

Билецкая Елена Степановна – аспирант, ассистент кафедры нормальной физиологии

230009, Республика Беларусь, г. Гродно, ул. Горького, д. 80

Biletskaya Elena S. – post-graduate student, assistant of the Department of Normal Physiology

80, street Gorky, Grodno, Republic of Belarus, 230009

biletskaya.e@inbox.ruУчреждение образования «Гродненский государственный медицинский университет»БеларусьGrodno State Medical UniversityBelarus2021270920212037076Copyright © Зинчук В.В., Билецкая Е.С., 20212021Зинчук В.В., Билецкая Е.С.Zinchuk V.V., Biletskaya E.S.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/976

Введение. Озон является физиологическим фактором, который способен изменять сродство гемоглобина к кислороду и образование газотрансмиттеров (NO, H2S). Цель – изучение эффектов озона на кислородзависимые процессы крови в гипоксических условиях в опытах in vitro при введении доноров газотрансмиттеров. Материалы и методы. Образцы крови разделяли на 6 групп по 3 мл. Группы 2, 4, 5, 6 подвергались предварительной обработке дезоксигенирующей газовой смесью (5,5 % CO2; 94,5 % N2). В 3, 4, 5, 6 группы добавляли озонированный изотонический раствор хлорида натрия (с концентрацией озона 6 мг/л), а в группы 5 и 6 дополнительно вводили доноры газотрансмиттеров – нитроглицерин и гидросульфид натрия соответственно. Результаты. Предварительная дезоксигенация ослабляет влияние озона на кислородтранспортную функцию крови. Нитроглицерин препятствует проявлению данного эффекта. Действие озона в гипоксических условиях приводит к росту содержания NO3–/NO2– и H2S, а добавление нитроглицерина и гидросульфида натрия увеличивают эти показатели. Дезоксигенация под влиянием озона приводит к уменьшению показателей перекисного окисления липидов (малоновый диальдегид, диеновые конъюгаты), а также снижению ретинола и α-токоферола, в том числе в группе с нитроглицерином. Заключение. В гипоксических условиях наблюдается уменьшение эффекта озона на кислородзависимые процессы. Нитроглицерин снижает его проявление, а гидросульфид натрия подобного действия не оказывает.

Introduction. Ozone is a physiological factor that can change hemoglobin oxygen affinity and the formation of gaseous transmitters (NO, H2S). The aim is to study the effect of ozone with gaseous transmitters donors on oxygen-dependent processes in the blood under hypoxic conditions in vitro. Materials and methods. Blood samples were divided into 6 groups of 3 ml each. Groups 2, 4, 5, 6 were pretreated with a deoxygenating gas mixture (5.5 % CO2; 94.5 % N2). In groups 3, 4, 5, 6, ozonized isotonic sodium chloride solution (with an ozone concentration of 6 mg/l) was added, and in groups 5 and 6, the donors of gas transmitters nitroglycerin and sodium hydrosulfide, respectively, were additionally introduced. Results. Pre-deoxygenation reduces the effect of ozone on oxygen transport in the blood. Nitroglycerin prevents this effect. The action of ozone under hypoxic conditions leads to an increase of content of NO3-/NO2- and H2S, and combination with nitroglycerin and sodium hydrosulfide increase these parameters. Deoxygenation due to ozone reduces parameters of lipid peroxidation (malonic dialdehyde, diene conjugates), retinol and α-tocopherol, and the same result in the nitroglycerin group. Conclusion. Under hypoxic conditions, a decrease in the effect of ozone on oxygen-dependent processes is reported. Nitroglycerin reduces its manifestation, while sodium hydrosulfide does not have a similar effect.

озонэритроцитымикроциркуляциягазотрансмиттермонооксид азотасероводородгипоксияozoneerythrocytesmicrocirculationgaseous transmittersnitrogen monoxidehydrogen sulfidehypoxiaИсследование выполнено при финансовой поддержке БРФФИ и РФФИ в рамках научного проекта (№ М20Р-428 и № 20-515-00019).The reported study was funded by BRFBR and RFBR, project number М20Р-428 and 20-515-00019.ReferencesМуравьев А. В., Михайлов П. В., Тихомирова И. А. Микроциркуляция и гемореология: точки взаимодействия // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. – 2017. – Т. 16, № 2. – С. 90–100. Doi: 10.24884/1682-6655-2017-16-2-90-100.Muravyov AV, Mikhailov PV, Tikhomirova IA. Microcirculation and Hemorheology: points of interaction // Regional blood circulation and microcirculation. –2017;16(2):90–100. (In Russ.) Doi: 10.24884/1682-6655-2017-16-2-90-100.Долганова Т. И., Шихалева Н. Г., Щудло Н. А. Динамика парциального давления газов и микроциркуляции в коже несвободных кожно-фасциальных лоскутов с осевым кровоснабжением после их транспозиции // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. – 2012. – Т. 11, № 4. – С. 18–22. Doi:10.24884/1682-6655-2012-11-4-18-22.Dolganova TI, Shikhaleva NG, Chtchoudlo NA. The dynamics of gases partial pressure and microcirculation in the axial flaps skin after transposition // Regional blood circulation and microcirculation. 2012;11(4):18–22. (In Russ.) Doi: 10.24884/1682-6655-2012-11-4-18-22.Зинчук В. В. Кислородтранспортная функция крови и газотрансмиттер сероводород // Успехи физиолог. наук. – 2021. – Т. 52, № 3. – С. 21–35.Zinchuk VV. Oxygen transport functions of blood and hydrogen sulfide gazotransmitter // Usp Fiziol Nauk. 2021; 52(3):21–35. (In Russ.)Абулдинов А. С. Особенности кислородтранспортной функции крови у беременных с внебольничной пневмонией (обзор литературы) // Бюлл. физиологии и патологии дыхания. – 2020. – № 75. – С. 126–136. Doi: 10.36604/1998-50292020-75-126-136.Abuldinov AS. Bulletin Physiology and Pathology of Respiration. 2020;(75):126–136. (In Russ.) Doi: 10.36604/1998-5029-2020-75-126-136.Wang WJ, Zhan Y, Zhang DY. Research progress in treatment and nursing of vascular crisis after replantation of severed finger // J of Traumatic Surgery. 2016;(18):572–574.Wang WJ, Zhan Y, Zhang DY. Research progress in treatment and nursing of vascular crisis after replantation of severed finger // J of Traumatic Surgery. 2016;(18):572–574.Зинчук В. В., Билецкая Е. С. Эффект озона на кислородтранспортную функцию крови при различных режимах воздействия в опытах in vitro // Биофизика. – 2020. – Т. 65, № 5. – С. 915–919. Doi:10.31857/S0006302920050099.Zinchuk VV, Bileczkaya ES. Different ozone dosage effects on oxygen transport in blood, in vitro experiments. Biofizika. 2020;65(5):915–919. (In Russ.). Doi: 10.31857/S0006302920050099.Зинчук В. В., Билецкая Е. С., Гуляй И. Э. Эффекты озона на кислотно-основное состояние крови в опытах in vitro // Новости медико-биологических наук. – 2018. – Т. 17, № 2, – С. 40–44.Zinchuk VV, Bileczkaya ES, Gulyaj IE. Effect of ozone on the prooxidant-antioxidant balance in the blood in vitro studies. Novosti mediko-biologicheskix nauk. 2018; 17(2):40–44. (In Russ.)Mehraban F, Seyedarabi A, Ahmadian S, Mirzaaghaei V, Moosavi-Movahedi AA. Personalizing the safe, appropriate and effective concentration(s) of ozone for a non-diabetic individual and four // J Transl Med. 2019;17(1):227. Doi: 10.1186/s12967-019-1973-5.Mehraban F, Seyedarabi A, Ahmadian S, Mirzaaghaei V, Moosavi-Movahedi AA. Personalizing the safe, appropriate and effective concentration(s) of ozone for a non-diabetic individual and four // J Transl Med. 2019;17(1):227. Doi: 10.1186/s12967-019-1973-5.Adali Y, Eroǧlu HA, Makav M, Guvendi GF. Efficacy of Ozone and Selenium Therapy for Alcoholic Liver Injury: An Experimental Model // In Vivo. 2019;33(3):763–769. Doi: 10.21873/invivo.11537.Adali Y, Eroǧlu HA, Makav M, Guvendi GF. Efficacy of Ozone and Selenium Therapy for Alcoholic Liver Injury: An Experimental Model // In Vivo. 2019;33(3):763–769. Doi: 10.21873/invivo.11537.Clavo B, Santana-Rodríguez N, Llontop P, Gutiérrez D, Suárez G, López L, Rovira G, Martínez-Sánchez G, González E, Jorge IJ, Perera C, Blanco J, Rodríguez-Esparragón F. Ozone Therapy as Adjuvant for Cancer Treatment: Is Further Research Warranted // Evid Based Complement Alternat Med. 2018:7931849. Doi: 10.1155/2018/7931849.Clavo B, Santana-Rodríguez N, Llontop P, Gutiérrez D, Suárez G, López L, Rovira G, Martínez-Sánchez G, González E, Jorge IJ, Perera C, Blanco J, Rodríguez-Esparragón F. Ozone Therapy as Adjuvant for Cancer Treatment: Is Further Research Warranted // Evid Based Complement Alternat Med. 2018:7931849. Doi: 10.1155/2018/7931849.Зинчук В. В., Билецкая Е. С. Эффект озона на кислородтранспортную функцию и прооксидантно-антиоксидантный баланс крови в условиях воздействия на NO-генерирующую систему в опытах in vitro // Рос. физиолог. журн. им. И. М. Сеченова. – 2021. – Т. 107, № 1. – С. 16–27. Doi: 10.31857/S0869813921010106.Zinchuk VV., Bileczkaya ES, Gulyaj IE. Effect of ozone on blood oxygen transport function and pro-oxidantantioxidant balance in under conditions of changing nitrogen monoxide formation in vitro experiments // Russian Journal of Physiology. 2021;107(1):16–27. (In Russ.). Doi: 10.31857/S0869813921010106.Severinghaus JW. Blood gas calculator // J. Appl. Physiol. 1966;21(5):1108–1116. Doi: 10.1152/jappl.1966.21.3.1108.Severinghaus JW. Blood gas calculator // J. Appl. Physiol. 1966;21(5):1108–1116. Doi: 10.1152/jappl.1966.21.3.1108.Сабиров И. С., Мамедова К. М., Султанова М. С. и др. Роль и значение гипоксического компонента в развитии осложнений новой коронавирусной инфекции (COVID-19) // The Scientific Heritage. – 2021. – № 62. – С. 21–28. Doi: 10.24412/9215-0365-2021-62-2-21-28.Sabirov I, Mamedova K, Sultanova M, Kozhoeva M, Ibadullaev B. The role and significance of the hypoxic component in the development of complications of the new coronavirus infection (COVID-19). 2021;(62):21–28. (In Russ.) Doi: 10.24412/9215-0365-2021-62-2-21-28.Глазачев О. С., Дудник О. С. Особенности реактивности сосудов микроциркуляторного русла практически здоровых людей при моделировании острой умеренной гипоксии и гипероксии // Физиология человека. – 2013. – Т. 39, № 4. – С. 400–406. Doi: 10.7868/S0131164613030089.Glazachev OS, Dudnik EN. Microcirculatory reactivity features in apparently healthy individuals during acute moderate hypoxia and hyperoxia modeling. – 2013. 37(4):400– 406. (In Russ.) Doi: 10.7868/S0131164613030089.He S, Chen W, Xia J, Lai Z, Yu D, Yao J, Cai S. Effects of ozone autohemotherapy on blood VEGF, TGF-β and PDGF levels after finger replantation // Ann Palliat Med. 2020;9(5):3332–3339. Doi: 10.21037/apm-20-1467.He S, Chen W, Xia J, Lai Z, Yu D, Yao J, Cai S. Effects of ozone autohemotherapy on blood VEGF, TGF-β and PDGF levels after finger replantation // Ann Palliat Med. 2020;9(5):3332–3339. Doi: 10.21037/apm-20-1467.Гаврилов В. Б., Мишкорудная М. И. Спектрофотометрическое определение содержания гидроперекисей липидов в плазме крови // Лаб. дело. – 1983. – № 3. – С. 33– 36.Gavrilov VB, Mishkorudnaya MI. Spectrophotometric determination of the content of lipid hydroperoxides in blood plasma. Lab. Delo. – 1983;(3):33–36. (In Russ.)Камышников В. С. Справочник по клинико-биохимической лабораторной диагностике. – 2-е изд. – Минск, 2002. – C. 465.Kamyshnikov VS. Handbook of clinical and biochemical laboratory diagnostics. Minsk. 2002:465.Taylor SL, Lamden MP, Tappel AL. Sensitive fluorometric method for tissue tocopherol analysis // Lipids. 1976; 11(7):530–538. Doi: 10.1007/BF02532898.Taylor SL, Lamden MP, Tappel AL. Sensitive fluorometric method for tissue tocopherol analysis // Lipids. 1976; 11(7):530–538. Doi: 10.1007/BF02532898.Bryan NS, Grisham MB. Methods to detect nitric oxide and its metabolites in biological samples // Free Radic. Biol. Med. 2007;43(5):645–657. Doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2007.04.026.Bryan NS, Grisham MB. Methods to detect nitric oxide and its metabolites in biological samples // Free Radic. Biol. Med. 2007;43(5):645–657. Doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2007.04.026.Norris EJ, Culberson CR, Narasimhan S, Clemens MG. The liver as central regulator of hydrogen sulfide. Shock. 2011; 36(3):242–250. Doi: 10.1097/SHK.0b013e3182252ee7.Norris EJ, Culberson CR, Narasimhan S, Clemens MG. The liver as central regulator of hydrogen sulfide. Shock. 2011; 36(3):242–250. Doi: 10.1097/SHK.0b013e3182252ee7.Зинчук В. В. Степуро Т. Л. Модификация оксидом азота сродства гемоглобина к кислороду в различных условиях кислородного режима // Рос. физиолог. журн. им. И. М. Сеченова. – 2013. – Т. 99, № 1. – С. 111–119.Zinchuk VV. Stepuro TL. Nitric oxide modification of hemoglobin oxygen affinity in different conditions of oxygen regime // Russian Journal of Physiology. 2013;99(1):111–119 (In Russ.)Роль оксида азота в патофизиологии и лечении хронической обструктивной болезни легких / О. Ю. Кытикова, Т. А. Гвозденко, М. В. Антонюк, Т. П. Новгородцева // Бюлл. физиологии и патологии дыхания. – 2019. – № 71. – С. 105–111. Doi: 10.12737/article_5c89ab4f8523c5.66345570.Kytikova OYu, Gvozdenko TA, Antonyuk MV, Novgorodtseva TP. The role of nitric oxide in pathophysiology and treatment of chronic obstructive pulmonary disease. Bulletin of physiology and pathology of respiration. 2019;(71):105–111. (In Russ.) Doi: 10.12737/article_5c89ab4f8523c5.66345570.Zhao Y, Wang X, Noviana M, Hou M. Nitric oxide in red blood cell adaptation to hypoxia // Acta Biochim Biophys Sin (Shanghai). 2018;50(7):621–634. Doi: 10.1093/abbs/gmy055.Zhao Y, Wang X, Noviana M, Hou M. Nitric oxide in red blood cell adaptation to hypoxia // Acta Biochim Biophys Sin (Shanghai). 2018;50(7):621–634. Doi: 10.1093/abbs/gmy055.Jaitovich A, Jourd’heuil D. A Brief Overview of Nitric Oxide and Reactive Oxygen Species Signaling in HypoxiaInduced Pulmonary Hypertension // Adv Exp Med Biol. 2017;(967):71–81. Doi: 10.1007/978-3-319-63245-2_6.Jaitovich A, Jourd’heuil D. A Brief Overview of Nitric Oxide and Reactive Oxygen Species Signaling in Hypoxia- Induced Pulmonary Hypertension // Adv Exp Med Biol. 2017;(967):71–81. Doi: 10.1007/978-3-319-63245-2_6.Jin Z, Zhang Q, Wondimu E, Verma R, Fu M, Shuang T, Arif HM, Wu L, Wang R. H2S-stimulated bioenergetics in chicken erythrocytes and the underlying mechanism // Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2020;319(1):69–78. Doi: 10.1152/ajpregu.00348.2019.Jin Z, Zhang Q, Wondimu E, Verma R, Fu M, Shuang T, Arif HM, Wu L, Wang R. H2S-stimulated bioenergetics in chicken erythrocytes and the underlying mechanism // Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2020;319(1):69–78. Doi: 10.1152/ajpregu.00348.2019.Zheng M, Zeng Q, Shi XQ, Zhao J, Tang CS, Sun NL, Geng B. Erythrocytic or serum hydrogen sulfide association with hypertension development in untreated essential hypertension // Chin Med J (Engl). 2011;124(22):3693–3701. PMID: 22340226.Zheng M, Zeng Q, Shi XQ, Zhao J, Tang CS, Sun NL, Geng B. Erythrocytic or serum hydrogen sulfide association with hypertension development in untreated essential hypertension // Chin Med J (Engl). 2011;124(22):3693–3701. PMID: 22340226.Wu J, Pan W, Wang C, Dong H, Xing L, Hou J, Fang S, Li H, Yang F, Yu B. H2S attenuates endoplasmic reticulum stress in hypoxia-induced pulmonary artery hypertension // Biosci Rep. 2019;39(7):BSR20190304. Doi: 10.1042/BSR20190304.Wu J, Pan W, Wang C, Dong H, Xing L, Hou J, Fang S, Li H, Yang F, Yu B. H2S attenuates endoplasmic reticulum stress in hypoxia-induced pulmonary artery hypertension // Biosci Rep. 2019;39(7):BSR20190304. Doi: 10.1042/BSR20190304.Rifkind JM, Salgado MT, Cao Z. Regulation of oxygen delivery by the reaction of nitrite with RBCs under hypoxic conditions // Adv Exp Med Biol. 2012;(737):183–189. Doi: 10.1007/978-1-4614-1566-4_27.Rifkind JM, Salgado MT, Cao Z. Regulation of oxygen delivery by the reaction of nitrite with RBCs under hypoxic conditions // Adv Exp Med Biol. 2012;(737):183–189. Doi: 10.1007/978-1-4614-1566-4_27.Tabassum R, Jeong NY. Potential for therapeutic use of hydrogen sulfide in oxidative stress-induced neurodegenerative diseases // Int J Med Sci. 2019;16(10):1386–1396. Doi: 10.7150/ijms.36516.Tabassum R, Jeong NY. Potential for therapeutic use of hydrogen sulfide in oxidative stress-induced neurodegenerative diseases // Int J Med Sci. 2019;16(10):1386–1396. Doi: 10.7150/ijms.36516.

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