Acute hypoxia influence on cardio-respiratory system and new possibilities of pharmacological prophylactics of hypoxia in experiment

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Cardiorespiratory system activities have been studied on rats in experiment after oral introduction of the new selenium-containing metal-complex substance πQ1983 in dose 100 mg/kg before and under action of acute hypercapnic hypoxia (AH + Hc). The substance was introduced 90 min. before (incubation period) placement of animals into hypoxic chambers with 1.0 L free volume. During each experiment as well as during AH+Hc an electrical activity of myocardium (ECG) and respiration curves called pneumobarogramm (PBG) were recorded simultaneously. It has been established that the substance πQ1983 made cardiodepressive effect and decreases parameters of lungs ventilation in animals. According to ECG and PBG dynamics, rats protected by the substance demonstrated a high resistance level to the aroused acute hypoxia with hypercapnia, that expressed by weakening of early reactions from cardiorespiratory system under hypercapnia action, and by twice longer life span of animals in hypoxic experiment.

About the authors

Andrei V Evseev

Smolensk State Medical University

Email: hypoxia@yandex.ru
Dr. Med. Sci. (Physiology), Professor, Dept. of Normal Physiology

Vitaliy A Pravdivtsev

Smolensk State Medical University

Email: pqrstvap@mail.ru
Dr. Med. Sci. (Physiology), Professor and Head, Dept. of Normal Physiology

Denis V Sosin

Smolensk State Medical University

Email: sosina-67@yandex.ru
Dr. Med. Sci. (Pharmacology and Pathophysiology), Assistant Professor, Dept. of Normal Physiology

Marina A Yevseyeva

Smolensk State Medical University

Email: hypoxia@yandex.ru
PhD (Biochemistry and Pathophysiology), Assistant Professor, Department of Pathological Physiology

References

  1. Агаджанян Н.А. Актуальные проблемы адаптационной, экологической и восстановительной медицины.- М.: Медицина, 2006. - 208 с. [Agadjanian NA. Actual problems of adaptive, ecological, and restoration medicine. Moscow: Meditsina; 2006. 208 p. (In Russ).]
  2. Булярский С.В., Балыкин М.В. Светухин В.В., Вострецов Д.Я. Математическое моделирование и экспериментальное исследование сродства гемоглобина к кислороду при гипоксии // Вопросы экспериментальной и клинической физиологии дыхания. - Тверь: Изд-во ТГУ, 2007. - С. 39-45. [Bulyarsky SV, Balikin MV, Svetuchin VV, Vostretsov D.Y. Mathematic simulation and experimental investigation of hemoglobin affinity to the oxygen in hypoxia. Voprosy eksperimentalnoi I klinicheskoi fiziologii dykhaniya. Tver: TSU Publ.;2007:39-45. (In Russ).]
  3. Диверт В.Э., Кривощеков С.Г., Водяницкий С.Н. Индивидуально-типологическая оценка реакций кардиореспираторной системы на гипоксию и гиперкапнию у здоровых молодых мужчин // Физиол. человека. - 2015. - Т. 41. - № 2. - С. 64-73. [Divert V.E, Krivoschokov SG, Vodyanitskiy S.N. Individual-typological merit rating of cardiorespiratory system reactions on hypoxia and hypercapnia actions in healthy young men. Fiziologiya cheloveka. 2015;41(2):64-73. (In Russ).]
  4. Долова Ф.В., Шаов М.Т., Пшикова О.В. Изменения биоэлектрической активности миокарда и коры мозга у животных при импульсной гипоксии // Hypoxia Medical. - 2000. - Т. 8. - № 1-2. - С. 8-11. [Dolova FV, Shaov M.T. Changes of Bioelectrical Activities of Myocardium and Brain Cortex of Discrete Hypoxia in Animals. J. Hypoxia Medical. 2000;8(1-2):8-11. (In Russ).]
  5. Евсеев А.В. Использование гибридного биотехнического комплекса для оценки эффективности антигипоксического действия химических соединений в условиях острой гипоксии с гиперкапнией // Современные информационные технологии в медицине и экологии - ИТМЭ-2003. Тр. Всерос. науч. конф., 20-21 нояб. 2003 г., г. Смоленск. - М.: Физматлит, 2003. - С. 11-14. [Evseyev AV. Using of hybrid biotechnical complex for merit rating antihypoxic effect of chemical substances in acute hypoxia-hypercapnia condition. Sovremennye informatsionnye tekhnologii v meditsyne I ekologii - ITME-2003. Smolensk. Moscow: Physmathlit; 2003:11-14. (In Russ).]
  6. Евсеев А.В., Сосин Д.В., Евсеева М.А., Яснецов С.А. Сравнительная эффективность комплексных соединений цинка(II) и N-ацетил-L-цистеина при различной скорости развития экзогенной острой гипоксии с гиперкапнией // Вестник СГМА. - 2005. - № 3. - С. 12-16. [Evseyev AV, Sosin DV, Evseyeva MA, Yasnetsov SA. Comparative effect of complex zinc (II)-containing substances and N-acetyl-L-cysteine under different rate of acute exogenous hypoxia development. Vestnik Smolenskoi gosudarstvennoi meditsinskoi akademii. 2005;3:12-16. (In Russ).]
  7. Зарубина И.В., Шабанов П.Д. Молекулярная фармакология антигипоксантов. - СПб.: Н-Л, 2004. - 368 с. [Zarubina IV, Shabanov PD. Molecular pharmacology of antihypoxants. Saint Petersburg: N-L Publ., 2004. 368 p. (In Russ).]
  8. Кебец А.П., Кебец Н.М., Кебец М.А. Синтез и противогипоксическая активность координационных соединений 3d-металлов с витаминами и аминокислотами // Актуальные проблемы науки в агропромышленном комплексе. Мат. науч.-практ. конф. - Кострома, 2003. - Т. 1. - С. 79-80. [Kebets AP, Kebets NM, Kebets MA. Synthesis and antihypoxic activity of 3d-metal coordinating compounds with vitamins and amino acids. Aktualnye problem nauki v agropromyshlennom komplekse. Kostroma; 2003;1:79-80. (In Russ).]
  9. Копцов С.В., Вахрушев А.Е., Павлов Ю.В. Современные аспекты применения антигипоксантов в медицине критических состояний // Новые Санкт-Петербургские врачебные ведомости. - 2002. - № 2. - С. 54-56. [Koptsov SV, Vachrushev AE, Pavlov YV. Modern aspects of antihypoxants application in medicine of critical conditions. Novye Sankt-Peterburgskiye vrachebnye vedomosti. 2002;2:54-56. (In Russ).]
  10. Кошелев В.Б. Сердечно-сосудистые реакции организма в ответ на экзогенную гипоксию // Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. - 2004. - Т. 90. - № 8/1. - С. 483. [Koshelev VB. Cardiovascular reactions of an organism in response on exogenous hypoxia. Rossiiskii fiziologicheskii zhurnal imeni I.M. Sechenova. 2004;90 (8/1):483. (In Russ).]
  11. Левченкова О.С., Новиков В.Е., Пожилова Е.В. Фармакодинамика и клиническое применение антигипоксантов // Обз. по клинич. фармакол. и лекарств. терапии. - 2012. - Т. 10. - № 4. - С. 3-22 [Levchenkova OS, Novikov VE, Pozhilova EV. Pharmacodynamics and clinical application of antihypoxants. Obzory po klinicheskoi farmacologii i lekarstvennoi terapii. 2012;10(4):3-22. (In Russ).]
  12. Методические рекомендации по экспериментальному изучению препаратов, предлагаемых для клинического изучения в качестве антигипоксических средств / Под ред. Л.Д. Лукьяновой. - М., 1990. - 19 с. [Methodical recommendations for experimental study of drugs proposed for clinical investigation as antihypoxants. Ed. by L.D. Lukyanova. Moscow;1990. 19 p. (In Russ).]
  13. Оковитый С.В. Клиническая фармакология антигипоксантов (Ч. 1) // ФАРМиндекс-Практик. - Вып. 6. - 2004. - С. 30-39. [Okovity SV. Clinical pharmacology of antihypoxants (Part 1). Farmindeks-praktik. 2004;6:30-39. (In Russ).]
  14. Самойлов М.О., Рыбникова Е.А. Молекулярно-клеточные и гормональные механизмы индуцированной толерантности мозга к экстремальным факторам среды // Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. - 2012. - Т. 98. - № 1. - С. 108-126. [Samoylov MO, Ribnikova EA. Molecular, cell and hormonal mechanisms of induced brain tolerance to extreme environmental factors. Rossiiskii fiziologicheskii zhurnal imeni I.M. Sechenova. 2012;98 (1):108-126. (In Russ).]
  15. Сороко С.И., Бурых Э.А. Внутрисистемные и межсистемные перестройки физиологических параметров при острой экспериментальной гипоксии // Физиол. человека. - 2004. - Т. 30. - № 2. - С. 58-66. [Soroko SI, Burich EA. System and intersystem reconstructions of physiological parameters during acute hypoxia. Fiziologiya cheloveka. 2004;30(2):58-66. (In Russ).]
  16. Сосин Д.В., Евсеев А.В., Парфенов Э.А., и др. Изучение антигипоксической активности металлокомплексных селенсодержащих веществ после их парентерального и энтерального введения // Обз. по клинич. фармакол. и лекарств. терапии. - 2012. - Т. 10. - № 3. - С. 28-34. [Sosin DV, Evseyev AV, Parfenov EA. Study of antihypoxic activity of selenium-containing metal-complex substances after their parenteral introduction. Obzory po klinicheskoi farmacologii i lekarstvennoi terapii. 2012;10(3):28-34. (In Russ).]
  17. Сосин Д.В., Парфенов Э.А., Евсеев А.В., и др. Антигипоксическое средство // Патент РФ на изобретение № 2472503. Опубл. 20.01.2013. Бюл. № 2. [Sosin DV, Parfenov EA, Evseyev AV. Antihypoxic substance. Patent Rossiiskoi Federatii N 2472503. Publ. 20.01.2013. Bull. No 2. (In Russ).]
  18. Турчанинова В.Ф., Алферова И.В., Голубчикова З.А., и др. Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы в состоянии покоя // Орбитальная станция «Мир». Т. 1. - 2002. - С. 267-275. [Turchaninova VF, Alferova IV, Golubchikova ZF, et al. Functional condition of cardiovascular system in a rest. Orbital’naya stantsiya “Mir”. 2002;1:267-275. (In Russ).]
  19. Шошенко К.А. Критическое напряжение кислорода в клетках и тканях и капиллярный кровоток // Вопросы экспериментальной и клинической физиологии дыхания. - Тверь: Изд-во ТГУ, 2007. - С. 257-267. [Shoshenko KA. Critical oxygen pressure in cells and tissues and capillary blood circulation. Voprosy eksperimentalnoi i klinicheskoi fiziologii dykhaniya. Tver: TSU Publ.;2007:257-267. (In Russ).]
  20. Яснецов С.А. Сравнительная эффективность новых комплексных соединений металлов и биоантиоксидантов при энтеральном и парентеральном введении // Сб. мат. 35-й конф. молод. уч. и научн. работ 59-й научн. студ. конф. СГМА.Ч. 2. - Смоленск: Изд. СГМА, 2007. - С. 69-70. [Yasnetsov SA. Comparative effect of new complex compounds of metal with bioantioxidants after enteral and parenteral introductions. 35-aya konferentsiya molodykh uchyenykh i 59-aya studencheskaya konferentsiya Smolenskoi gosudarstvennoi meditsinskoi akademii. Smolensk: SSMA Publ.;2007;2:69-70. (In Russ).]
  21. Critchley HD, Nicotra A, Chiesa PA, et al. Slow breathing and hypoxic challenge: cardiorespiratory consequences and their central neural substrates. Pub Libr Sci. 2015;10 (5):68-72. doi: 10.1371/journal.pone.0127082.
  22. DeKloet ER, Joels M, Holsboer F. Stress and the brain: from adaptation to disease. Nat Rev Neurosci. 2005;6:463-475. doi: 10.1038/nrn1683.
  23. Dempsey JA, Powell FL, Bisgard GE, et al. Role of chemoreception in cardiorespiratory acclimatization to, and deacclimatization from hypoxia. J Appl Physiol. 2014;116 (78):58-66. doi: 10.1152/japplphysiol.01126.2013.
  24. LaManna JC, Chavez JC, Pichiule P. Structural and functional adaptation to hypoxia in the rat brain. J Experim Biol. 2004;207:3163-3169. doi: 10.1242/jeb.00976.
  25. MacNutt M J, Peters CM, Chan C, et al. Day-to-day variability in cardiorespiratory responses to hypoxic cycle exercise. Appl. Physiol., Nutrition, and Metab. 2015;40(2):155-161. doi: 10.1139/apnm-2014-0297.
  26. Ranch C. On the relationship between drugs size, cell membrane mechanical properties and high level of multidrug resistance. Eur Biophys J. 2008;38 -(4):537-546.
  27. Simpson JA, Iscoe S. Hypoxia, not hypercapnia, induces cardiorespiratory failure in rats. Resp Physiol Neurobiol. 2014;196:56-62. doi: 10.1016/j.resp.2014.02.010.
  28. Zoccal DB. Peripheral chemoreceptors and cardiorespiratory coupling: a link to sympatho-excitation. Experim Physiol. 2015;100(2):143-148. doi: 10.1113/expphysiol.2014.079558.
  29. Zufall F, Leinders T. The cellular and molecular basis of adaptation. Chem Sci. 2000;35(4):473-476. doi: 10.1093/chemse/25.4.473.

Copyright (c) 2016 Evseev A.V., Pravdivtsev V.A., Sosin D.V., Yevseyeva M.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 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».