Влияние ингаляции оксида азота (II) на концентрацию свободного гемоглобина в плазме крови при гемолизе. Экспериментальное исследование

Актуальность. Гемолиз — это патологическое состояние, сопровождающееся высвобождением гемоглобина в сосудистое русло, что несет неблагоприятные последствия для организма. Внутрисосудистый гемолиз встречается при различных заболеваниях, а также осложняет течение оперативных вмешательств с использованием искусственного кровообращения. Цель исследования. В эксперименте на животных изучить влияние ингаляции оксида азота (NO) на содержание свободного гемоглобина (Hbf). Материалы и методы. В исследование включены 10 свиней, которые были разделены на две группы: контрольную (n = 5) и экспериментальную (n = 5). Всем животным после индукции анестезии и перевода на искусственную вентиляцию легких (ИВЛ) моделировали внутрисосудистый гемолиз путем внутривенного введения Hbf. После моделирования гемолиза животным экспериментальной группы осуществляли ингаляцию NO в дозировке 80 ppm. Животные из контрольной группы NO не получали. Оценивали динамику Hbf и метгемоглобина в течение 6 часов, после чего животных выводили из эксперимента. Результаты. Уровень Hbf в экспериментальной группе был статистически значимо ниже по сравнению с группой контроля через 30 минут (1,2 (1; 1,3) г/л против 1,7 (1,6; 1,9) г/л, p = 0,047), 60 минут (0,9 (0,9; 1) г/л против 1,24 (1,2; 1,5) г/л, p = 0,046) и 90 минут (0,7 (0,7; 0,8) г/л против 0,94 (0,9; 1,2) г/л, p = 0,035) после введения Hbf. Уровень метгемоглобина в экспериментальной группе был статистически значимо выше по сравнению с группой контроля на всех этапах исследования, однако не достигал токсической концентрации 5 %. Заключение. Ингаляция NO в дозировке 80 ppm снижает уровень Hbf. Ингаляция NO в дозировке 80 ppm повышает уровень метгемоглобина в пределах безопасных значений.

1. Phillips J, Henderson AC. Hemolytic Anemia: Evaluation and Differential Diagnosis. Am Fam Physician. 2018 Sep 15; 98(6):354–361. PMID: 30215915.

2. Cook LS. The Many Faces of Hemolysis. J Infus Nurs. 2023 Jan-Feb 01; 46(1):14–27. DOI: 10.1097/NAN.0000000000000491. PMID: 36571824.

3. Spina S, Lei C, Pinciroli R, Berra L. Hemolysis and Kidney Injury in Cardiac Surgery: The Protective Role of Nitric Oxide Therapy. Semin Nephrol. 2019 Sep; 39(5):484–495. DOI: 10.1016/j.semnephrol.2019.06.008. PMID: 31514912.

4. Kristiansen M, Graversen JH, Jacobsen C, et al. Identification of the haemoglobin scavenger receptor. Nature. 2001 Jan 11; 409(6817):198–201. DOI: 10.1038/35051594. PMID: 11196644.

5. Morris CR, Kato GJ, Poljakovic M, et al. Dysregulated arginine metabolism, hemolysis-associated pulmonary hypertension, and mortality in sickle cell disease. JAMA. 2005 Jul 6;294(1):81–90. DOI: 10.1001/jama.294.1.81.

6. Boucher JL, Moali C, Tenu JP. Nitric oxide biosynthesis, nitric oxide synthase inhibitors and arginase competition for L-arginine utilization. Cell Mol Life Sci. 1999 Jul;55(8-9):1015–28. DOI: 10.1007/s000180050352. PMID: 10484661.

7. Landburg PP, Teerlink T, Biemond BJ, et al. CURAMAstudy group. Plasma asymmetricdimethylarginine concentrations in sickle cell disease are related to the hemolytic phenotype. Blood Cells Mol Dis. 2010 Apr 15; 44(4):229–32. DOI: 10.1016/j.bcmd.2010.02.005.

8. Roumenina LT, Rayes J, Lacroix-Desmazes S, Dimitrov JD. Heme: Modulator of Plasma Systems in Hemolytic Diseases. Trends Mol Med. 2016 Mar; 22(3):200– 213. DOI: 10.1016/j.molmed.2016.01.004.

9. Belcher JD, Chen C, Nguyen J, et al. Heme triggers TLR4 signaling leading to endothelial cell activation and vaso-occlusion in murine sickle cell disease. Blood. 2014 Jan 16; 123(3):377–90. DOI: 10.1182/blood-2013-04-495887.

10. Chen G, Zhang D, Fuchs TA, et al. Heme-induced neutrophil extracellular traps contribute to the pathogenesis of sickle cell disease. Blood. 2014 Jun 12;123(24):3818–27. DOI: 10.1182/blood-2013-10-529982.

11. Schaer DJ, Buehler PW, Alayash AI, et al. Hemolysis and free hemoglobin revisited: exploring hemoglobin and hemin scavengers as a novel class of therapeutic proteins. Blood. 2013;121(8):1276–1284. DOI:10.1182/blood-2012-11-451229.

12. Reiter CD, Wang X, Tanus-Santos JE, et al. Cell-free hemoglobin limits nitric oxide bioavailability in sickle-cell disease. Nat. Med. 2002; 8, 1383–1389. DOI: 10.1038/nm1202-799.

13. Мальцева И.В. Характеристика резистентности эритроцитов у кардиохирургических больных с различной степенью гемолиза. Бюллетень сибирской медицины. 2013; 12(1):69–74. https://doi.org/10.20538/1682-0363-2013-1-69-74

14. Козловский В.И., Акулёнок А.В. Низкоинтенсивный внутрисосудистый гемолиз при атеросклерозе и артериальной гипертензии // Монография – Витебск: ВГМУ, 2016. С. 281.

15. Дементьева И.И., Морозов Ю.А., Чарная М.А. Интраоперационное повышение концентрации свободного гемоглобина в плазме крови (гемолиз) в кардиохирургии. Кардиология и сердечно-сосудистая хирургия. 2008; 6:60–63.

16. Чумакова С.П., Шипулин В.М., Уразова О.И. и др. Влияние механической резистентности эритроцитов на выраженность гемолиза после операции с искусственным кровообращением. Патология кровообращения и кардиохирургия. 2012; 1:65–69.

17. Баутин А.Е., Маричев А.О., Карпова Л.И. и др. Факторы, определяющие динамику содержания свободного гемоглобина в плазме крови при выполнении кардиохирургических вмешательств в условиях искусственного кровообращения: проспективное наблюдательное исследование. Вестник интенсивной терапии им. А. И. Салтанова. 2024;1:69–81.

18. Huen SC, Parikh CR. Predicting acute kidney injury after cardiac surgery: a systematic review. Ann Thorac Surg. 2012 Jan; 93(1):337–47. DOI: 10.1016/j.athoracsur.2011.09.010.

19. Vermeulen Windsant IC, Snoeijs MG, Hanssen SJ, et al. Hemolysis is associated with acute kidney injury during major aortic surgery. Kidney Int. 2010 May; 77(10):913–20. DOI: 10.1038/ki.2010.24.

20. Minneci PC, Deans KJ, Zhi H, et al. Hemolysis-associated endothelial dysfunction mediated by accelerated NO inactivation by decompartmentalized oxyhemoglobin. J Clin Invest. 2005;115(12):3409–3417. DOI:10.1172/JCI25040.

21. Piknova B, Keszler A, Hogg N, Schechter AN. The reaction of cell-free oxyhemoglobin with nitrite under physiologically relevant conditions: Implications for nitrite-based therapies. Nitric Oxide. 2009 Mar;20(2):88–94. DOI: 10.1016/j.niox.2008.10.005.

22. Meegan JE, Bastarache JA, Ware LB. Toxic effects of cell-free hemoglobin on the microvascular endothelium: implications for pulmonary and nonpulmonary organ dysfunction. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2021 Aug 1;321(2):L429–L439. DOI: 10.1152/ajplung.00018.2021.

23. Wang D, Piknova B, Solomon SB, et al. In vivo reduction of cell-free methemoglobin to oxyhemoglobin results in vasoconstriction in canines. Transfusion. 2013 Dec;53(12):3149–63. DOI: 10.1111/trf.12162.

24. Мухамадияров Р.А., Кривая Е.В., Круч М.А., Плотников М.Б. Оценка препаратами на модели осмотического гемолиза // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 4. URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=6862

25. Баутин А.Е., Селемир В.Д., Шафикова А.И. и др. Оценка клинической эффективности и безопасности терапии оксидом азота, синтезированным из атмосферного воздуха, в послеоперационном периоде кардиохирургических вмешательств. Трансляционная медицина. 2021;8(1):38–50. DOI: 10.18705/2311-4495-2021-8-1-38-50. https://doi.org/10.18705/2311-4495-2021-8-1-38-50

26. Буранов С.Н., Карелин В.И., Селемир В.Д. и др. Аппарат для ингаляционной NO-терапии. Приборы и техника эксперимента. 2019;5:158–159. DOI:10.1134/s0032816219040037.

27. Niebler RA, Chiang-Ching H, Daley K, et al. Nitric oxide added to the sweep gas of the oxygenator during cardiopulmonary bypass in infants: A pilot randomized controlled trial. Artif Organs. 2021 Jan;45(1):22–28. DOI: 10.1111/aor.13788.

28. Figueiredo LF, Mathru M, Jones JR, et al. Inhaled nitric oxide reverses cell-free hemoglobin-induced pulmonary hypertension and decreased lung compliance. Preliminary results. Crit Care. 1997;1(3):111–116. DOI: 10.1186/cc114.