Effects of inhaled nitric oxide on endothelial function in patients with ischemic stroke

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: A crucial pathogenetic link in the development of stroke is the deterioration of endothelial function, which is a pathological condition characterized by an imbalance between endothelium-dependent relaxing and constricting factors. An example of an endothelium-dependent relaxing factor is nitric oxide, a substance synthesized by the body’s cells that has a vasodilating, antithrombogenic, anti-inflammatory, and antiproliferative effect. Studies have shown the neuroprotective function of inhaled nitric oxide after ischemia; however, determining the minimum effective dose of inhaled nitric oxide in patients who have suffered an acute cerebrovascular accident remains challenging.

AIM: To analyze the protective effect of exogenous nitric oxide using the TIANOX device on the vascular endothelium in patients who have had an ischemic stroke in the early and late recovery period during medical rehabilitation.

MATERIALS AND METHODS: The study involved 21 patients (10 people in the main group, 56.9±8.9 years old, 11 people in the control group, 57.2±8.8 years old) in the early or late recovery period after an ischemic stroke. Patients in the main group underwent an individual medical rehabilitation program and a course of 8–10 inhalations of a gas mixture with nitric oxide at 20 ppm for 20 minutes. Those in the control group underwent an individual rehabilitation course without nitric oxide therapy. Flow-dependent vasodilation of the brachial artery was evaluated to assess endothelial function.

RESULTS: In the main group, a statistically insignificant (p >0.05) increase was found in the diameter of the brachial artery (3.68±0.64 mm), whereas in the control group, this indicator at rest during repeated diagnostics was less than the initial one (3.09±0.87 mm). During repeated diagnostics, the average endothelial shear velocity in patients of the control group increased from 141.53±52.62 to 159.3±82 versus from 143.17±43.53 to 143.48±46.37 in the main group; however, the results were not statistically significant (p=0.753).

CONCLUSION: The increase in the diameter of the brachial artery during flow-dependent vasodilation in patients in the main group may indicate a prosthetic effect of the exogenous form of nitric oxide when using the Tianox device on the vascular endothelium, owing to the possibility of depositing nitric oxide in the body. To confirm the obtained data, a larger sample size of patients is critical in order to further divide the groups of patients into early and late recovery periods after ischemic stroke.

About the authors

Alexandra K. Trofimova

Federal Center of Brain Research and Neurotechnologies

Author for correspondence.
Email: sandratrofimova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-6521-9503
SPIN-code: 2607-9136
Scopus Author ID: 57210928023
ResearcherId: HGU-1728-2022
Russian Federation, 1/10 Ostrovityanova street, 117513 Moscow

Daria P. Sitenko

Federal Center of Brain Research and Neurotechnologies

Email: dasita11@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0006-4526-1206
Russian Federation, 1/10 Ostrovityanova street, 117513 Moscow

Galina E. Ivanova

Federal Center of Brain Research and Neurotechnologies

Email: reabilivanova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3180-5525
SPIN-code: 4049-4581
Scopus Author ID: 35825009000
ResearcherId: C-9956-2019

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, 1/10 Ostrovityanova street, 117513 Moscow

References

  1. Johnson CO, Nguyen M, Roth GA, et al. GBD 2016 Stroke Collaborators. Global, regional, and national burden of stroke, 1990–2016: A systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2016. Lancet Neurol. 2019;18(5):439–458. EDN: BLGFJP doi: 10.1016/S1474- 4422(19)30034-1
  2. Shechter M, Issachar A, Marai I, et al. Long-term association of brachial artery flow-mediated vasodilation and cardiovascular events in middle-aged subjects with no apparent heart disease. Int J Cardiol. 2009;134(1):52–58. doi: 10.1016/j.ijcard.2008.01.021
  3. Solovyova AG, Kuznetsova VL, Peretyagin SP, et al. Role of nitric oxide in processes of free radical oxidation. Bulletin Russ Military Med Acad. 2016;1(53):228. EDN: VURZUV
  4. Malakhov VA, Zavgorodnaya AN, Lichko VS, et al. The problem of nitric oxide in neurology. Kharkiv; 2009. 242 р. (In Russ).
  5. Griffiths MJ, Evans TW. Inhaled nitric oxide therapy in adults. N Engl J Med. 2005;353(25):2683–2695. doi: 10.1056/NEJMra051884
  6. Martusevich AK, Ashikhmin SP, Peretyagin SP, Davydyuk AV. Deposited forms of nitric oxide: Biomedical aspects. Vyatskii meditsinskii vestnik. 2014;(3-4):18–24. (In Russ). EDN: TEWNCT
  7. Pichugin VV, Seifetdinov IR, Medvedev AP, Domnin SE. Inhaled nitric oxide in the prevention of ischemic and reperfusion injuries of the heart during operations with cardiopulmonary bypass. Meditsinskii al’manakh. 2019;(58):81–87. EDN: ZDRIDZ doi: 10.21145/2499-9954-2019-1-81-87
  8. Terpolilli NA, Kim SW, Thal SC, et al. Inhalation of nitric oxide prevents ischemic brain damage in experimental stroke by selective dilatation of collateral arterioles. Circ Res. 2012;110(5):727–738. EDN: PHPNZJ doi: 10.1161/CIRCRESAHA.111.253419
  9. Clark RH, Kueser TJ, Walker MW, et al.; Clinical Inhaled Nitric Oxide Research Group. Low-dose nitric oxide therapy for persistent pulmonary hypertension of the newborn. N Engl J Med. 2000;342(7):469–474. doi: 10.1056/NEJM200002173420704
  10. Bloch KD, Ichinose F, Roberts JD, Zapol WM. Inhaled NO as a therapeutic agent. Cardiovasc Res. 2007;75(2):339–348. EDN: IMXEMF doi: 10.1016/j.cardiores.2007.04.014
  11. Angelis D, Savani R, Chalak L. Nitric oxide and the brain. Part 1: Mechanisms of regulation, transport and effects on the developing brain. Pediatr Res. 2021;89(4):738–745. doi: 10.1038/s41390-020-1017-0
  12. Jiang S, Dandu C, Geng X. Clinical application of nitric oxide in ischemia and reperfusion injury: A literature review. Brain Circ. 2020;6(4):248–253. doi: 10.4103/bc.bc_69_20
  13. Buranov SN, Karelin VI, Selemir VD, et al. The device for inhalation therapy with nitric oxide TIANOX and the first experience of its clinical use in cardiac surgery. Meditsinskii al’manakh. 2018;(4):55. (In Russ). EDN: YRCBVR
  14. Gadzhieva FG. Individual variety of main arteries of the upper and lower extremities. J Grodno State Med Univer. 2014;(2):105–108. EDN: SGNYCB
  15. Genkel VV, Salashenko AO, Alexeeva OA, et al. Investigation of endothelial shear rate in patients with atherosclerosis of the carotid arteries. J Atherosclerosis Dyslipidemias. 2016;(2):58–64. EDN: WKFJFD

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Diagnostic methods for patients of the main and control groups.

Download (692KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».