sibmedСибирский научный медицинский журналСибирский научный медицинский журнал2410-25122410-2520ИЦиГ СО РАН10.18699/SSMJ20210304sibmed-599Research ArticleМЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИBIOMEDICINEВлияние новых производных 3-гидроксипиридина на развитие отека мозга при бактериальном гнойном менингите в экспериментальных условияхThe effect of new derivatives of 3-hydroxypyridine on the development of brain edema in bacterial purulent meningitis in experimental conditionshttps://orcid.org/0000-0002-2538-2696АгарковаА. А.AgarkovaA. A.

Алина Анатольевна Агаркова

308015, Белгород, ул. Победы, 85

Alina A. Agarkova

308015, Belgorod, Pobedy str., 85

lina.agarkowa@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1493-3376ПокровскийМ. В.PokrovskyM. V.

Михаил Владимирович Покровский - доктор медицинских наук, профессор.

308015, Белгород, ул. Победы, 85

Mikhail V. Pokrovsky - doctor of medical sciences, professor.

308015, Belgorod, Pobedy str., 85

mpokrovsky@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2434-994XКолесниченкоП. Д.KolesnichenkoP. D.

Павел Дмитриевич Колесниченко - кандидат медицинских наук.

308015, Белгород, ул. Победы, 85

Pavel D. Kolesnichenko - candidate of medical sciences.

308015, Belgorod, Pobedy str., 85

kolesnichenko_p@bsu.edu.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3822-4213НестеровА. В.NesterovA. V.

Аркадий Витальевич Нестеров - кандидат медицинских наук.

308015, Белгород, ул. Победы, 85

Arkady V. Nesterov - candidate of medical sciences.

308015, Belgorod, Pobedy str., 85

nesterov_a@bsu.edu.ruБелгородский государственный национальный исследовательский университетРоссияBelgorod State National Research UniversityRussian Federation2021160620214133237Copyright © Агаркова А.А., Покровский М.В., Колесниченко П.Д., Нестеров А.В., 20212021Агаркова А.А., Покровский М.В., Колесниченко П.Д., Нестеров А.В.Agarkova A.A., Pokrovsky M.V., Kolesnichenko P.D., Nesterov A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sibmed.elpub.ru/jour/article/view/599

Бактериальный гнойный менингит (БГМ) является одним из наиболее тяжелых инфекционно-воспалительных заболеваний нервной системы, который характеризуется высокой летальностью и частым развитием остаточного неврологического дефицита. Отек и набухание головного мозга - наиболее частая причина смерти больных нейроинфекциями. Наиболее часто отек мозга развивается при пневмококковом менингите, который отличается самой высокой летальностью среди всех бактериальных менингитов. Целью нашей работы явилось изучение влияния новых производных 3-гидроксипиридина, 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридиния 2,6-дихлорфенил(амино) фенилэтановой кислоты (ЭМГДФК) и бис(2-этил-6-метил-3-гидроксипиридиния) 2,6-дихлорфенил(амино)фе-нилэтановой кислоты (Б-ЭМГДФК), на степень отека мозга при моделировании БГМ в условиях эксперимента.

Материал и методы

Материал и методы. БГМ моделировали путем введения в субарахноидальное пространство головного мозга крыс суспензии, содержащей Streptococcus pneumoniae в концентрации 5 х 109 КОЕ/мл. Степень выраженности отека мозга оценивали путем определения содержания общей воды, свободной и связанной ее фракций в мозговой ткани, а также коэффициента гидратации (чем он меньше, тем более выражен отек головного мозга). Содержание фракций воды в мозговой ткани определяли термогравиметрическим методом.

Результаты и их обсуждение. Через 24 часа после индукции менингита увеличивается содержание свободной воды и уменьшается количество связанной, что свидетельствует о развитии отека головного мозга. Коэффициент гидратации в группах, получавших ЭМГДФК в дозах 50 и 25 мг/кг, соответственно на 11,5 и 15,3 % больше, чем в контрольной (p<0,05). У животных, получавших Б-ЭМГДФК в дозах 50, 25 и 12,5 мг/кг, коэффициент гидратации больше относительно контрольной группы на 23, 26,9 и 19,2 % соответственно (p<0,05).

Заключение

Заключение. Наименее выражен отек мозга при применении Б-ЭМГДФК во всех трех исследуемых дозировках (50, 25 и 12,5 мг/кг). Введение ЭМГДФК в дозах 50 и 25 мг/кг также способствовало уменьшению степени отека мозга при моделировании БГМ в экспериментальных условиях.

Bacterial purulent meningitis (BPM) is one of the most severe infectious and inflammatory diseases of the nervous system, which is characterized by high mortality and frequent development of residual neurological deficits. Edema and swelling of the brain is the most common cause of death in patients with neuroinfections. Most often, brain edema develops in pneumococcal meningitis (PM), which has the highest mortality rate among all bacterial meningitis. The aim of our work was to study the effect of new derivatives of 3-hydroxypyridine, 2-ethyl-6-methyl-3-hydroxypyridinium 2.6-dichlorophenyl (amino)phenylethanoic acid (EMHDA) and bis(2-ethyl-6-methyl-3-hydroxypyridinium) 2.6-dichlo-rophenyl (amino)phenylethanoic acid (B-EMHDA), on the degree of brain edema in the simulation of BPM in experimental conditions.

Material and methods

Material and methods. BPM was modeled by injecting a suspension containing Streptococcus pneumoniae at a concentration of 5 x 109 CFU/ml into the subarachnoid space of the brain. The degree of severity of cerebral edema in rats was assessed by determining the content of total water, free and bound fractions in the brain tissue, as well as the hydration coefficient. The lower the hydration coefficient, the more pronounced the cerebral edema. Determination of the content of water fractions in brain tissue and blood was carried out by the thermogravimetric method.

Results and discussion

Results and discussion. 24 hours after the induction of meningitis, the free water content increases and the amount of bound water decreases. That testifies to the development of cerebral edema. Hydration coefficient in the group treated with EMHDA at a dose of 50 mg/kg, increased by 11.5 % relative to the control group; in the group receiving EMHDA at a dose of 25 mg/kg, increased by 15.3 % compared to the control group (p<0.05). Hydration coefficient in the group treated with B-EMHDA at a dose of 50 mg/kg, increased by 23 % relative to the control group; in the group receiving B-EMHDA at a dose of 25 mg/kg, increased by 26.9 % compared to the control group; and the group receiving B-EM-HDA at a dose of 12.5 mg/kg was 19.2 % higher relative to the control group (p<0.05).

Conclusion

Conclusion. Brain edema is least pronounced when using B-EMHDA at all three studied dosages - 50, 25 and 12.5 mg/kg. Injection of EMHDA at doses of 50 mg/kg and 25 mg/kg also helped to reduce the degree of brain edema when modeling BPM in experimental conditions.

бактериальный гнойный менингитпневмококковый менингитотек головного мозгакрысыbacterial purulent meningitispneumococcal meningitiscerebral edemaratsReferencesBusl K.M., Bleck T.P. Bacterial infections of the central nervous system. Curr. Infect. Dis. Rep. 2013; 15 (6): 612-630. doi: 10.1007/s11908-013-0384-7Busl K.M., Bleck T.P. Bacterial infections of the central nervous system. Curr. Infect. Dis. Rep. 2013; 15 (6): 612-630. doi: 10.1007/s11908-013-0384-7Van de Beek D., Brouwer M.C., Thwaites G.E., Tunkel A.R. Advances in treatment of bacterial meningitis. Lancet. 2012; 380: 1693-1702. doi: 10.1016/ S0140-6736(12)61186-6Van de Beek D., Brouwer M.C., Thwaites G.E., Tunkel A.R. Advances in treatment of bacterial meningitis. Lancet. 2012; 380: 1693-1702. doi: 10.1016/ S0140-6736(12)61186-6Wall E.C., Cartwright K., Scarborough M., Ajdukiewicz K.M., Goodson P., Mwambene J., Zijl-stra E.E., Gordon S.B., French N., Faragher B., Hey-derman R.S., Lalloo D.G. High mortality amongst adolescents and adults with bacterial meningitis in sub-Saharan Africa: An analysis of 715 cases from Malawi. PLoSOne. 2013; 8 (7): e69783. doi: 10.1371/jour-nal.pone.0069783Wall E.C., Cartwright K., Scarborough M., Ajdukiewicz K.M., Goodson P., Mwambene J., Zijl-stra E.E., Gordon S.B., French N., Faragher B., Hey-derman R.S., Lalloo D.G. High mortality amongst adolescents and adults with bacterial meningitis in sub-Saharan Africa: An analysis of 715 cases from Malawi. PLoSOne. 2013; 8 (7): e69783. doi: 10.1371/jour-nal.pone.0069783Erdem H., Elaldi N., Oztoprak N., Sengoz G., Ak O., Kaya S., Inan A., Nayman-Alpat S., Ulu-Kil-ic A., Pekok A.U., Gunduz A., Gozel M.G., Peh-livanoglu F., Yasar K., Yilmaz H., Hatipoglu M., Cicek-Senturk G., Akcam F.Z., Inkaya A.C., Kazak E., Sagmak-Tartar A., Tekin R., Ozturk-Engin D., Ersoy Y., Sipahi O.R., Guven T., Tuncer-Ertem G., Alabay S., Akbulut A., Balkan I.I. ... Vahaboglu H. Mortality indicators in pneumococcal meningitis: therapeutic implications. Int. J. Infect. Dis. 2014; 19: 13-19. doi: 10.1016/j.ijid.2013.09.012Erdem H., Elaldi N., Oztoprak N., Sengoz G., Ak O., Kaya S., Inan A., Nayman-Alpat S., Ulu-Kil-ic A., Pekok A.U., Gunduz A., Gozel M.G., Peh-livanoglu F., Yasar K., Yilmaz H., Hatipoglu M., Cicek-Senturk G., Akcam F.Z., Inkaya A.C., Kazak E., Sagmak-Tartar A., Tekin R., Ozturk-Engin D., Ersoy Y., Sipahi O.R., Guven T., Tuncer-Ertem G., Alabay S., Akbulut A., Balkan I.I. ... Vahaboglu H. Mortality indicators in pneumococcal meningitis: therapeutic implications. Int. J. Infect. Dis. 2014; 19: 13-19. doi: 10.1016/j.ijid.2013.09.012Miranda J., Tunkel A.R. Strategies and new developments in the management of bacterial meningitis. Infect. Dis. Clin. North Am. 2009; 23: 925-943. doi: 10.1016/j.idc.2009.06.014Miranda J., Tunkel A.R. Strategies and new developments in the management of bacterial meningitis. Infect. Dis. Clin. North Am. 2009; 23: 925-943. doi: 10.1016/j.idc.2009.06.014Венгеров Ю.Я., Ченцов В.Б., Нагибина М.В., Смирнова Т.Ю., Молотилова Т.Н., Крючкова Г.В., Чернышов Д.В., Михалинова Е.А., Мясников В.А. Современные принципы диагностики и лечения больных бактериальными гнойными менингитами. Consilium Medicum. 2010; 12 (4): 54-67.Vengerov Yu.Ya., Chentsov V.B., Nagibina M.V., Smirnova T.Yu., Molotilova T.N., Kryuchkova G.V., Chernyshov D.V., Mikhalinova E.A., Myasnikov V.A. Modern principles of diagnosis and treatment of patients with bacterial purulent meningitis. Consilium Medicum. 2010; 12 (4): 54-67. [In Russian].Сорокина М.Н., Иванова В.В., Скрипченко Н.В. Бактериальные менингиты у детей. М.: Медицина, 2003. 320 с.Sorokina M.N., Ivanova V.V., Skripchenko N.V. Bacterial meningitis in children. Moscow: Meditsina, 2003. 320 p. [In Russian].Brouwer M.C., van de Beek D. Bacterial meningitis. Ned. Tijdschr. Tandheelkd. 2012; 119 (5): 238242. doi: 10.5177/ntvt.2012.05.11231Brouwer M.C., van de Beek D. Bacterial meningitis. Ned. Tijdschr. Tandheelkd. 2012; 119 (5): 238242. doi: 10.5177/ntvt.2012.05.11231Венгеров Ю.Я., Нагибина М.В., Волкова О.Е., Беликова Е.В., Байкова Л.Б., Чернышев Д.В., Смирнова Т.Ю., Тишкевич О.А., Пархоменко Ю.Г. Отек и набухание головного мозга при нейроинфекциях. Эпидемиол. и инфекц. болезни. 2015; 20 (3): 17-22.Vengerov Yu.Ya., Nagibina M.V., Volkova O.E., Belikova E.V., Baykova L.B., Chernyshev D.V., Smirnova T.Yu., Tishkevich O.A., Parkhomenko Yu.G. Edema and swelling of the brain in neuroinfections. Epidemiologiya i infektsionnye bolezni = Epidemiology and Infectious Diseases. 2015; 20 (3): 17-22. [In Russian].Barichello T., Generoso J.S., Milioli G., Elias S.G., Teixeira A.L. Pathophysiology of bacterial infection of the central nervous system and its putative role in the pathogenesis of behavioral changes. Braz. J. Psychiatry. 2013; 35 (1): 81-87. doi: 10.1016/j.rbp.2012.11.0Barichello T., Generoso J.S., Milioli G., Elias S.G., Teixeira A.L. Pathophysiology of bacterial infection of the central nervous system and its putative role in the pathogenesis of behavioral changes. Braz. J. Psychiatry. 2013; 35 (1): 81-87. doi: 10.1016/j.rbp.2012.11.0Ricci S., Gerlini A., Pammolli A., Chiavoli-ni D., Braione V., Tripodi S.A., Colombari B., Bla-si E., Oggioni M.R., Peppoloni S., Pozzi G. Contribution of different pneumococcal virulence factors to experimental meningitis in mice. BMC Infect. Dis. 2013; 13 (1): 444-460. doi: 10.1186/1471-2334-13-444Ricci S., Gerlini A., Pammolli A., Chiavoli-ni D., Braione V., Tripodi S.A., Colombari B., Bla-si E., Oggioni M.R., Peppoloni S., Pozzi G. Contribution of different pneumococcal virulence factors to experimental meningitis in mice. BMC Infect. Dis. 2013; 13 (1): 444-460. doi: 10.1186/1471-2334-13-444Mook-Kanamori B.B., Geldhoff M., van der Poll T., van de Beek D. Pathogenesis and pathophysiology of pneumococcal meningitis. Clin. Microbiol. Rev. 2011; 24 (3): 557-591. doi: 10.1128/CMR.00008-11Mook-Kanamori B.B., Geldhoff M., van der Poll T., van de Beek D. Pathogenesis and pathophysiology of pneumococcal meningitis. Clin. Microbiol. Rev. 2011; 24 (3): 557-591. doi: 10.1128/CMR.00008-11Яснецов В.В., Цублова Е.Г., Яснецов В.В., Скачилова С.Я., Карсанова С.К., Иванов Ю.В. Исследование некоторых фармакологических свойств нового производного 3-гидроксипиридина. Эксперим. и клин. фармакол. 2016; 79 (2): 3-8.Yasnetsov V.V., Tsublova E.G., Yasnetsov V.V., Skachilova S.Ya., Karsanova S.K., Ivanov Yu.V. Studying some pharmacological effects of new 3-hydroxy-pyridine derivative. Eksperimental’naya i klinich-eskaya farmakologiya = Experimental and Clinical Pharmacology. 2016; 79 (2): 3-8. [In Russian].Воронина Т.А. Пионер антиоксидантной нейропротекции. 20 лет в клинической практике. Рос. мед. ж. 2016; 24 (7): 434-438.Voronina T.A. Pioneer of antioxidant neuroprotection. 20 years in clinical practice. Rossiyskiy meditsins-kiy zhurnal = Medical Journal of the Russian Federation. 2016; 24 (7): 434-438. [In Russian].Barrichello T., Simoes L., Generoso J., Sangio-go G., Danielski L.G., Florentino D., Dominguini D., Comim C.M., Petronilho F., Quevedo J. Erythropoietin prevents cognitive impairment and oxidative parameters in Wistar rats subjected to pneumococcal meningitis. Transl. Res. 2014; 163 (5): 503-513. doi: 10.1016/j.trsl.2013.12.008Barrichello T., Simoes L., Generoso J., Sangio-go G., Danielski L.G., Florentino D., Dominguini D., Comim C.M., Petronilho F., Quevedo J. Erythropoietin prevents cognitive impairment and oxidative parameters in Wistar rats subjected to pneumococcal meningitis. Transl. Res. 2014; 163 (5): 503-513. doi: 10.1016/j.trsl.2013.12.008Barrichello T., Generoso J.S., Michelon C.M., Simoes L.R., Elias S.G., Vuolo F., Comim C.M., Dal-Pizzol F., Quevedo J. Inhibition of matrix metal-loproteinases-2 and -9 prevents cognitive impairment caused by pneumococcal meningitis in Wistar rats. Exp. Biol. Med. (Maywood). 2014; 239 (2): 225-231. doi: 10.1177/1535370213508354Barrichello T., Generoso J.S., Michelon C.M., Simoes L.R., Elias S.G., Vuolo F., Comim C.M., Dal-Pizzol F., Quevedo J. Inhibition of matrix metal-loproteinases-2 and -9 prevents cognitive impairment caused by pneumococcal meningitis in Wistar rats. Exp. Biol. Med. (Maywood). 2014; 239 (2): 225-231. doi: 10.1177/1535370213508354Фаращук Н.Ф., Цыганкова Г.М., Старовойтова Н.В., Янкович И.В. Способ исследования состояния адаптационных механизмов организма при экспериментальном токсическом гепатите. Пат. РФ № 2195651; опубл. 27.12.2002.Farashchuk N.F., Tsygankova G.M., Starovoito-va N.V., Yankovich I.V A method for studying the state of the body’s adaptive mechanisms in experimental toxic hepatitis. Patent RF 2195651; published 27.12.2002. [In Russian].

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