Молекулярный водород уменьшает среднее и систолическое артериальное давление и процессы воспаления в легких при разных формах гипертонии в экспериментах на крысах линии Wistar

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Молекулярный водород проявляет антиоксидантные и противовоспалительные свойства. Показано его протективное действие при различных сердечно-сосудистых заболеваниях. Целью работы было изучение влияния дыхания атмосферным воздухом, содержащим 4% молекулярного водорода, на степень развития МКТ-легочной гипертонии и ассоциированной с ней интерстициальной болезни легких, а также выраженности реноваскулярной (1П1К) гипертонии в экспериментах на крысах. В качестве модели гипертонии малого круга кровообращения использовали монокроталин-индуцированную легочную гипертонию (МКТ-ЛГ). Эксперименты проводили на трех группах животных: “Контроль” – животным вводили растворитель для монокроталина, “МКТ-Контроль” и “МКТ-Н2” – группы, которым однократно вводился МКТ. Группы “Контроль” и “МКТ-Контроль” в течение 21 дня дышали атмосферным воздухом, а группа “МКТ-Н2” – воздухом, содержащим 4% водорода. Ингаляции были постоянными в течение 21-го дня. На 21-й день под уретановым наркозом измеряли гемодинамические параметры и фиксировали образцы легкого для последующего морфологического анализа. В качестве модели гипертонии большого круга использовали реноваскулярную гипертонию 1П1К (РВГ). В эксперименте было две группы: РВГ-К – крысы дышали атмосферным воздухом и РВГ-Н2 – крысы дышали воздухом, содержащим 4% водорода. В ходе эксперимента измеряли систолическое артериальное давление (САД) и оценивали выделительную функцию почки. На 28-й день под уретановым наркозом измеряли гемодинамические показатели. На модели МКТ водород не влиял на гемодинамические параметры МКТ гипертонии, но уменьшал среднее АД, САД, количество тучных клеток, секрецию триптазы из них, а также маркеры ремоделирования легких – TGF-β1 и ММП-9. На РВГ модели дыхание с водородом уменьшало среднее АД, САД и не влияло на выделительную функцию почки. Ингаляции 4% водорода вызывают уменьшение среднего АД и САД в обеих моделях артериальной гипертонии, снижают выраженность воспалительного процесса и ингибируют активность профиброзных факторов в тканях легкого при МКТ-ЛГ. Возможно, центральное действие водорода сочетается с его противовоспалительным и антифибротическим действием.

Об авторах

М. М. Артемьева

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: marinka.artemieva@gmail.com
Россия, Москва

Т. А. Куропаткина

Российский экономический университет имени Г. В. Плеханова; Российский университет дружбы народов

Email: marinka.artemieva@gmail.com
Россия, Москва; Москва

В. В. Шишкина

Воронежский государственный медицинский университет имени Н. Н. Бурденко

Email: marinka.artemieva@gmail.com
Россия, Воронеж

Д. В. Серебряная

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова; Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н. И. Пирогова

Email: marinka.artemieva@gmail.com
Россия, Москва; Москва

Д. А. Адашева

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова

Email: marinka.artemieva@gmail.com
Россия, Москва

О. С. Медведев

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова; Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии имени академика Е. И. Чазова

Email: marinka.artemieva@gmail.com
Россия, Москва; Москва

Н. А. Медведева

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова

Email: marinka.artemieva@gmail.com
Россия, Москва

Список литературы

  1. Ge L, Yang M, Yang NN, Yin XX, Song WG (2020) Molecular hydrogen: a preventive and therapeutic medical gas for various diseases. Oncotarget 8(60): 102653–102673. https://doi.org/10.18632/oncotarget.21130
  2. Ohsawa I, Ishikawa M, Takahashi K, Watanabe M, Nishimaki K, Yamagata K, Katsura K, Katayama Y, Asoh S, Ohta S (2007) Hydrogen acts as a therapeutic antioxidant by selectively reducing cytotoxic oxygen radicals. Nat Med 13(6): 688–694. https://doi.org/10.1038/nm1577 2007
  3. Ohta S (2011) Recent progress toward hydrogen medicine: potential of molecular hydrogen for preventive and therapeutic application. Current Pharmaceutical Design 17(22): 2241–2252. https://doi.org/10.2174/138161211797052664
  4. Ohta S (2014) Molecular hydrogen as a preventive and therapeutic medical gas: initiation, development and potential of hydrogen medicine. Pharmacol & Therap144(1): 1–11. https://doi.org/ 10.1016/j.pharmthera.2014.04.006
  5. Huang L (2016) Molecular hydrogen: a therapeutic antioxidant and beyond. Med Gas Res 6(4): 219–222. https://doi.org/10.4103/2045-9912.196904
  6. Atiakshin D, Kostin A, Volodkin A, Nazarova A, Shishkina V, Esaulenko D, Buchwalow I, Tiemann M, Noda M (2023) Mast Cells as a Potential Target of Molecular Hydrogen in Regulating the Local Tissue Microenvironment. Pharmaceuticals 16(6): 817. https://doi.org/10.3390/ph16060817
  7. Nicolson G, de Mattos G, Settineri R, Costa C, Ellithrope R, Rosenblatt S, La Valle J, Jimenez A, Ohta Sh (2016) Clinical effects of hydrogen administration: from animal and human diseases to exercise medicine. Int J Clin Med 7(1): 32–76. https://doi.org/ 10.4236/ijcm.2016.71005
  8. Nie C, Ding X, A R, Zheng M, Li Z, Pan S, Yang W (2021) Hydrogen gas inhalation alleviates myocardial ischemia-reperfusion injury by the inhibition of oxidative stress and NLRP3-mediated pyroptosis in rats. Life Sci 1(272): 119248. https://doi.org/10.1016/j.lfs.2021.119248
  9. Kimura A, Suehiro K, Mukai A, Fujimoto Y, Funao T, Yamada T, Mori T (2022) Protective effects of hydrogen gas against spinal cord ischemia-reperfusion injury. J Thorac Cardiovasc Surg 164(6): e269–e283. https://doi.org/10.1016/j.jtcvs.2021.04.077
  10. Nie C, Zou R, Pan S, Gao Y, Yang H, Bai J, Xi S, Wang X, Hong X, Yang W (2021) Hydrogen gas inhalation ameliorates cardiac remodelling and fibrosis by regulating NLRP3 inflammasome in myocardial infarction rats. J Cell Mol Med 25(18): 8997–9010. https://doi.org/10.1111/jcmm.16863
  11. Куропаткина Т, Гуфранов Х, Сычев Ф, Артемьева М, Бондаренко Г, Есауленко Д, Самойленко Т, Шишкина В, Медведева Н, Медведев О (2024) Влияние ингаляций водорода на сердечно-сосудистые и интерстициальные компоненты легочной гипертензии в экспериментах на крысах. Пульмонология 34 (1): 19–30. [Kuropatkina T, Gufranov Kh, Sychev F, Artemyeva M, Bondarenko G, Esaulenko D, Samoilenko T, Shishkina B, Medvedeva N, Medvedev O (2024) Vliyanie Effect of hydrogen inhalation on cardiovascular and interstitial components of pulmonary hypertension in rats. Pul’monologiya 34 (1): 19–30. (In Russ)]. https://doi.org/10.18093/0869-0189-2024-34-1-19-30
  12. Шишкина В, Антакова Л, Золотарева С, Атякшин Д (2022) Матриксные металлопротеиназы в ремоделировании внеклеточного матрикса: молекулярные, клеточные и тканевые аспекты. Журн анатом гистопатол 11(3): 93–108. [Shishkina V, Antakova L, Zolotareva S, Atiakshin D (2022) Matrix metalloproteinases in extracellular matrix remodeling: molecular, cellular and tissue aspects. J Anatom Histopathol 11 (3): 93–108. (In Russ)]. https://doi.org/10.18499/2225-7357-2022-11-3-93-108]
  13. Cole AR, Raza A, Ahmed H, Polizzotti BD, Padera RF, Andrews N, Kheir JN (2019) Safety of inhaled hydrogen gas in healthy mice. Med Gas Res 9(3): 133–138. https://doi.org/10.4103/2045-9912.266988
  14. Liu B, Jiang X, Xie Y, Jia X, Zhang J, Xue Y, Qin S (2022) The effect of a low dose hydrogen-oxygen mixture inhalation in midlife/older adults with hypertension: A randomized, placebo-controlled trial. Front Pharmacol 7(13): 1025487. https://doi.org/10.3389/fphar
  15. Poch D, Mandel J (2021) Pulmonary Hypertension. Ann Intern Med 174(4): ITC49–ITC64. https://doi.org/10.7326/AITC202104200
  16. Nogueira-Ferreira R, Vitorino R, Ferreira R, Henriques-Coelho T (2015) Exploring the monocrotaline animal model for the study of pulmonary arterial hypertension: A network approach. Pulmon Pharmacol Therap 35: 8–16. https://doi.org/10.1016/j.pupt.2015.09.007
  17. Textor SC, Lerman L (2010) Renovascular hypertension and ischemic nephropathy. Am J Hypertens 23(11): 1159–1169. https://doi.org/10.1038/ajh.2010.174
  18. Souza HCD, Martins-Pinge MC, Dias da Silva VJ, Borghi-Silva A, Gastaldi AC, Blanco JHD, Tezini GCSV (2008) Heart rate and arterial pressure variability in the experimental renovascular hypertension model in rats. Auton Neurosci 139: 38–45 https://doi.org/10.1016/j.autneu.2008.01.001
  19. Biasin V, Marsh LM, Egemnazarov B, Wilhelm J, Ghanim B, Klepetko W, Wygrecka M, Olschewski H, Eferl R, Olschewski A, Kwapiszewska G (2014) Meprin β, a novel mediator of vascular remodelling underlying pulmonary hypertension. J Pathol 233(1): 7–17. https://doi.org/10.1002/path.4303
  20. Zhang H, Huang W, Liu H, Zheng Y, Liao L (2020) Mechanical stretching of pulmonary vein stimulates matrix metalloproteinase-9 and transforming growth factor-β1 through stretch-activated channel/MAPK pathways in pulmonary hypertension due to left heart disease model rats. PLoS One 15(9): e0235824. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0235824
  21. Xu L, Cai Z, Yang F, Chen M (2017) Activation-induced upregulation of MMP9 in mast cells is a positive feedback mediator for mast cell activation. Mol Med Rep 15(4): 1759–1764. https://doi.org/10.3892/mmr.2017.6215
  22. Waxman AB, Elia D, Adir Y, Humbert M, Harari S (2022) Recent advances in the management of pulmonary hypertension with interstitial lung disease. Eur Respir Rev 31: 210–220. https://doi.org/10.1183/ 16000617.0220-2021
  23. Zhang Z, Zhaj L, Zhou X, Meng X, Zhou X (2023) Role of inflammation, immunity and oxidative stress in hypertension: New insights and potential therapeutic targets. Front Immunol 13: 1098725. https://doi.org/10.3389/fimmu.2022.1098725
  24. Sugai K, Tamura T, Sano M, Uemura S, Fujisawa M, Katsumata Y, Endo J, Yoshizawa J, Homma K, Suzuki M, Kobayashi E, Sasaki J, Hakamata Y (2020) Daily inhalation of hydrogen gas has a blood pressure-lowering effect in a rat model of hypertension. Sci Rep 10(1): 20173. https://doi.org/10.1038/s41598-020-77349-8
  25. Walker SM, Bing RF, Swales JD, Thurston H (1986) Plasma noradrenaline in Goldblatt models of renovascular hypertension in the rat, before and after surgical reversal. Clin Sci (Lond) 71(2): 199–204. https://doi.org/10.1042/cs0710199

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024