О. М. Важнича, Р. В. Луценко, О. В. Семака, Т. О. Дев’яткіна, Н. М. Дев’яткіна, Ю. А. Курапов, С. Є. Литвин

ГАЗИ КРОВІ ТА ЕЛЕКТРОЛІТИ ПРИ ВИКОРИСТАННІ НАНОЧАСТИНОК МАГНЕТИТУ ПРИ КРОВОВТРАТІ

---

Про автора:	О. М. Важнича, Р. В. Луценко, О. В. Семака, Т. О. Дев’яткіна, Н. М. Дев’яткіна, Ю. А. Курапов, С. Є. Литвин
Рубрика	ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА МЕДИЦИНА
Тип статті	Наукова стаття
Анотація	Наночастинки магнетиту (НЧ) у матриці хлориду натрію (NaCl) були ефективними в корекції гематологічних показників при гострій крововтраті у лабораторних тварин, що робить їх перспективними для контролю гострого постгеморагічного синдрому і потребує подальшого дослідження. Метою дослідження є вивчення впливу НЧ магнетиту, вбудованих у кристали NaCl, на гази крові, кислотно-лужний баланс та електроліти за умов гострої крововтрати. Синтез НЧ здійснювали електронно-променевою технологією. Мікроструктуру, вміст елементів у конденсаті та фазовий склад частинок досліджували за допомогою скануючої та трансмісійної електронної мікроскопії. Гідродинамічний розмір НЧ у колоїдних розчинах визначали динамічним розсіюванням світла. Експерименти in vivo проводили на 45 самцях щурів Wistar з дозволу місцевої комісії з біоетики. Гостру втрату 25% циркулюючої крові моделювали пункцією серця під ефірним наркозом. Порошок НЧ диспергували у воді для ін’єкцій і вводили щурам внутрішньочеревно (6,75 або 1,35 мг заліза (Fe)/кг). Референс-препаратом слугував Феррум Лек (Лек, Словенія). Парціальний тиск вуглекислого газу (pCO2) та кисню (pO2), загальний гемоглобін (tHb), насичення гемоглобіну киснем (%sO2), об'ємну концентрацію кисню (ctO2), водневий показник (рН), концентрацію бікарбонату (HCO-3), натрію (Na+), калію (K+) та кальцію (Ca2+) визначали у зразках крові з лівого шлуночка серця за допомогою аналізатора газів та електролітів крові Отримані дані статистично обробляли з використанням програмного забезпечення Statistica for Windows 8.0. Показано наявність у синтезованому конденсаті частинок нанорозмірної речовини (5–8 нм) з фазовим складом, що відповідає Fe3O4 (магнетиту), і полікристалічною структурою. Залежно від концентрації, частинки магнетиту в розчинах мали гідродинамічний розмір 13-120 нм (1 мг конденсату/1 мл) або 296-182 нм (5 мг конденсату/1 мл). Через 3 години після крововтрати спостерігалося зменшення ctO2 і tHb. Значення pCO2, pO2, %sO2 та рН крові суттєво не відрізнялися від показників інтактних щурів. Зміни електролітного балансу проявлялися зменшенням вмісту Na+ та збільшення концентрації K+. НЧ магнетиту в дозі 6,75 мг Fe/кг підвищували tHb і ctO2 і не впливали на парціальний тиск кисню та вуглекислого газу або %sO2 порівняно з контрольною патологією. Вони сприяли збільшенню рН і вмісту Na+ без істотних зміін інших електролітів порівняно з патологічним фоном. Коли щурам вводили НЧ магнетиту в дозі 1,35 мг Fe/кг, рСО2 зменшувався і був нижчим, ніж при введенні референс-препарату. Застосування цієї дози НЧ збільшувало рО2, що було вищим, ніж під впливом Феррум Лек. У цій групі %sO2 підвищився порівняно з контрольною патологією і бул вище, ніж у референтній групі. Лікування крововтрати НЧ магнетиту також підвищувало ctO2, рН крові, збільшувало концентрацію Na+, зменшувало вміст K+ порівняно з контрольною патологією. Можна припустити, що НЧ магнетиту покращують транспорт кисню, електролітний та кислотно-лужний баланс при гострій крововтраті в результаті відновлення вмісту гемоглобіну та пов'язаної з ним буферної системи. Краща виразність позитивних змін при меншій дозі введеного нанозаліза, вочевидь, вказує на дозозалежність ефектів НЧ магнетиту. При цьому більша ефективність низької дози досліджуваних НП може пояснюватись їх меншим гідродинамічним розміром. Загалом покращення стану газів і рН крові, а також усунення електролітних порушень, що відбувається разом із прискореним відновленням гематологічних показників у перші 3 години при корекції гострої крововтрати НЧ магнетиту в матриці NaCl, вказує що такі НЧ можуть конкурувати з переливанням цільної крові та еритроцитарної маси при постгеморагычному синдромі.
Ключові слова	гази крові, електроліти, кислотно-лужний баланс, крововтрата, наночастинки магнетиту
Список цитованої літератури	Vazhnycha OM, Mokliak YeV, Movchan BO, Kurapov YuA, vynakhidnyky ta patentovlasnyky. Sposib likuvannia hostroyi krovovtraty za dopomohoyu nanochastynok oksydu zaliza (ІІ, ІІІ) Patent Ukainy No 103401. 2013 Zhov 10.[in Ukrainian] Vasilev AG, Haytsev NV, Balashov AL, Balashov LD, Kravtsova AA, Trashkov AP., Pahomova MA. O patogeneze sindroma ostroy krovopoteri. Pediatr. 2019; 10(3): 93–100. [in Russian] Baalousha M, Sikder M, Prasad A, Lead J. Merrifield R, Chandler GT. The concentration-dependent behavior of nanoparticles. Environ Chem. 2015 Oct 8; 13(1): 1–3. Dadfar SM, Roemhild K, Drude NI, von Stillfried S, Knüche R, Kiessling F, Lammers T. Iron oxide nanoparticles: diagnostic, therapeutic and theranostic applications. Adv Drug Deliv Rev. 2019 Jan 1; 138: 302–25. Dangarembizi R, Erlwanger KH, Mitchell D, Hetem RS, Madziva MT, Harden LM Measurement of body temperature in normothermic and febrile rats: Limitations of using rectal thermometry. Phys Behav. 2017 Oct 1; 179, 162–7. Gokduman K, Bestepe F, Li L, Yarmush ML, Usta OB. Dose-, treatment- and time-dependent toxicity of superparamagnetic iron oxide nanoparticles on primary rat hepatocytes. Nanomedicine London. 2018 Jun; 13 (11): 1267–84/ Goldstein JI, Newbury DE, Michael JR, Ritchie NWM, Scott JHJ, Joy DC. Scanning electron microscopy and X-ray microanalysis. 4th ed. New York: Springer, 2018. 550 p. Hasan A. Handbook of Blood Gas / Acid–Base Interpretation. London: Springer, 2009. 362 p. Jeevanandam J, Danquah MK, editors. Research advances in dynamic light scattering. New York: Nova Science Publishers Inc, 2020. 330 p. Macdougall IC, Strauss WE, Dahl NV, Bernard K, Li Z. Ferumoxytol for iron deficiency anemia in patients undergoing hemodialysis. The FACT randomized controlled trial. Clin Nephrol. 2019 Apr; 91(4): 237–45. Mulens-Arias V, Rojas JM, Barber DF. The intrinsic biological identities of iron oxide nanoparticles and their coatings: unexplored territory for combinatorial therapies [Internet]. Nanomaterials. 2020 Apr 27 [cited 2020 Oct 8], 10, 837. Available from: https://doi.org/10.3390/nano10050837 Parasuraman S, Raveendran R, Kesavan R. Blood sample collection in small laboratory animals. J Pharmacol Pharmacother. 2010 Jul–Dec; 1(2): 87–93. Pham BTT, Jain N, Kuchel PW, Chapman BE, SA Bickley, JonesSK, Hawkett BS. The interaction of sterically stabilized magnetic nanoparticles with fresh human red blood cells. Int J Nanomedicine. 2015 Oct 23; 10: 6645–55. Ran Q, Xiang Y, Liu Y, Xiang L, Li F, Deng X, Xiao Y, Chen L, Chen L, Li Z. Eryptosis indices as a novel predictive parameter for biocompatibility of Fe3O4 magnetic nanoparticles on erythrocytes [Internet]. Sci Rep. 2015 Nov 5 [cited 2020 Oct 5]; 5: 16209. Available from: https://www.nature.com/articles/srep16209 Subramanian RK, Sidharthan A, Maneksh D, Ramalingam L, ManickamAS, Kanthakumar P, Subramani S. Normative data for arterial blood gas and electrolytes in anesthetized rats. Indian J Pharmacol. 2013 Jan-Feb; 45 (1): 103–104.
Публікація статті	«Світ Медицини та Біології» №3(77), 2021 рік , 194-198 сторінки, код УДК 616.15-008.7+616-008.9]:616-005.1:615.326:549.731.1-022.532
DOI	10.26724/2079-8334-2021-3-77-194-198