Эффекты оксида азота на микровязкость и полярность мембран эритроцитов при оперативном вмешательстве на сердце в эксперименте

Совершенствование методов защиты органов-мишеней при проведении операции аортокоронарного шунтирования определило разработку технологии доставки оксида азота (NO) в системный кровоток с использованием аппарата искусственного кровообращения (ИК), что делает NO доступным для всех органов и тканей.

Цель настоящей работы – оценить влияние периоперационного кондиционирования NO на коэффициенты микровязкости и полярности мембран эритроцитов баранов при экспериментальном хирургическом вмешательстве с применением ИК.

Материал и методы. Исследование выполнено на 20 баранах массой 30–34 кг. Были сформированы две группы. В группе ИК 10 животным выполняли стандартный, принятый в клинике, протокол проведения искусственной вентиляции легких (ИВЛ) и ИК. В группе ИК+NO 10 баранам сразу после интубации трахеи проводили подачу NO в дозе 80 ppm через контур аппарата ИВЛ. При старте ИК осуществляли доставку NO в контур экстракорпоральной циркуляции в дозе 80 ppm на протяжении 90 мин, после отлучения от ИК подача NO продолжалась через контур аппарата ИВЛ в дозе 80 ppm в течение 60 мин. Определяли коэффициенты микровязкости и полярности мембран эритроцитов баранов спектрофлуориметрически с использованием зонда пирен.

Результаты и их обсуждение. Выполнение ИК сопровождалось статистически значимым снижением коэффициента микровязкости в зоне белок-липидных контактов мембран эритроцитов баранов. В зоне общих липидов коэффициент микровязкости после проведения ИК не изменялся. Коэффициент полярности мембран на заключительном этапе операции значимо увеличивался в зоне аннулярных липидов и не изменялся в общих липидах. Подача NO в контур экстракорпоральной циркуляции нивелирует выявленное повышение микровязкости и полярности аннулярных липидов.

Заключение. Внесение NO в контур экстракорпоральной циркуляции в концентрации 80 ррm предупреждает снижение коэффициентов микровязкости и полярности аннулярных липидов мембран эритроцитов, возникающее при проведении кардиохирургических операций.

1. Yu L., Zhu K., Du N., Si Y., Liang J., Shen R., Chen B. Comparison of hybrid coronary revascularization versus coronary artery bypass grafting in patients with multivessel coronary artery disease: a metaanalysis. J. Cardiothorac. Surg. 2022;17(1):147. doi: 10.1186/s13019-022-01903-w

2. van den Eynde J., Bomhals K., Noé D., Jacquemyn X., McCutcheon K., Bennett J., Puskas J.D., Oosterlinck W. Revascularization strategies in patients with multivessel coronary artery disease: a Bayesian network meta-analysis. Interact. Cardiovasc. Thorac. Surg. 2022;34(6):947–957. doi: 10.1093/icvts/ivab376

3. Kalogeris T., Baines C.P., Krenz M., Korthuis R.J. Ischemia/Reperfusion. Compr. Physiol. 2016;7(1):113– 170. doi: 10.1002/cphy.c160006

4. Cadenas S. ROS and redox signaling in myocardial ischemia-reperfusion injury and cardioprotection. Free Radic. Biol. Med. 2018;117:76–89. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2018.01.024

5. Szocs K. Endothelial dysfunction and reactive oxygen species production in ischemia/reperfusion and nitrate tolerance. Gen. Physiol. Biophys. 2004;23(3):265–295.

6. Radi R. Oxygen radicals, nitric oxide, and peroxynitrite: Redox pathways in molecular medicine. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2018;115(23):5839–5848. doi: 10.1073/pnas.1804932115

7. Малахова З.Л. Васина Е.Ю., Власов Т.Д. Эндотелий-зависимая вазодилатация сосудов кожи здорового человека: оксид азота или гиперполяризующий фактор? Рос. физиол. ж. 2017; 103(8):930–939.

8. Guide for the care and use of laboratory animals: Eighth Edition. Washington: The National Academies Press, 2011.

9. Реброва Т.Ю., Афанасьев С.А., Путрова О.Д., Попов С.В. Возрастзависимые особенности микровязкости мембран эритроцитов при экспериментальном кардиосклерозе. Успехи геронтол. 2012;25(4):644–647. doi: 10.1134/S2079057013030119

10. Оhnishi S.T., Barr J.K. A simplified method of quantitating protein using the biuret and phenol reagents. Anal. Biochem. 1978;86(1):193–200. doi: 10.1016/0003-2697(78)90334-2

11. Добрецов Г.Е. Флуоресцентные зонды в исследовании клеток, мембран и липопротеидов. М.: Наука, 1989. 277 с.

12. Реброва Т.Ю., Афанасьев С.А., Путрова О.Д., Репин А.Н. Микровязкость мембран эритроцитов при хронической коронарной недостаточности у лиц средней и старшей возрастных групп. Успехи геронтол. 2014;27(3):457–462.

13. Sezgin E., Levental I., Mayor S., Eggeling C. The mystery of membrane organization: composition, regulation and roles of lipid rafts. Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 2017;18(6):361–374. doi: 10.1038/nrm.2017.16

14. Revin V.V., Gromova N.V., Revina E.S., Prosnikova K.V., Revina N.V., Bochkareva S.S., Stepushkina O.G., Grunyushkin I.P., Tairova M.R., Incina V.I. Effects of polyphenol compounds and nitrogen oxide donors on lipid oxidation, membrane-skeletal proteins, and erythrocyte structure under hypoxia. Biomed. Res. Int. 2019;2019:6758017. doi: 10.1155/2019/6758017

15. Akagawa M. Protein carbonylation: molecular mechanisms, biological implications, and analytical approaches. Free Radic. Res. 2021;55(4):307–320. doi: 10.1080/10715762.2020.1851027

16. Ochoa J.J., Vílchez M.J., Palacios M.A., García J.J., Reiter R.J., Muñoz-Hoyos A. Melatonin protects against lipid peroxidation and membrane rigidity in erythrocytes from patients undergoing cardiopulmonary bypass surgery. J. Pineal. Res. 2003;35(2):104– 108. doi: 10.1034/j.1600-079x.2003.00061.x

17. Реброва Т.Ю., Шипулин В.М., Афанасьев С.А., Воробьева Е.В., Кийко О.Г. Опыт применения аскорбиновой кислоты как антиоксиданта у пациентов после операции коронарного шунтирования с использованием искусственного кровообращения. Кардиология. 2012;52(7):73–76.

18. Widmer C.C., Pereira C.P., Gehrig P., Vallelian F., Schoedon G., Buehler P.W., Schaer D.J. Hemoglobin can attenuate hydrogen peroxide-induced oxidative stress by acting as an antioxidative peroxidase. Antioxid. Redox. Signal. 2010;12(2):185–198. doi: 10.1089/ars.2009.2826

19. Насыбуллина Э.И., Космачевская О.В., Топунов А.Ф. Влияние метаболитов оксида азота на образование мембраносвязанного гемоглобина в условиях карбонильного стресса. Труды Карельского научного центра РАН. 2018;(4):93–104. doi: 10.17076/them814

20. Филиппова О.Н., Шперлинг И.А., Рогов О.А., Сапрыкина Э.В., Рязанцева Н.В., Новицкий В.В. Механизмы повреждения эритроцитов при токсическом действии метгемоглобинобразователей. Бюл. сиб. мед. 2006;5(1):32–37.