Experimental study of metallothionein synthesis in modeling hyperthermic intraoperative intraperitoneal chemoperfusion with cysplatinum

Pykhtieieva E. D., Pykhtieieva E. G., Gozhenko A. I. Experimental study of metallothionein synthesis in modeling hyperthermic intraoperative intraperitoneal chemoperfusion with cysplatinum. Journal of Education, Health and Sport. 2018;8(1):391-396. eISSN 2391-8306. DOI http://dx.doi.org/10.5281/zenodo.2652080 http://ojs.ukw.edu.pl/index.php/johs/article/view/6867 The journal has had 7 points in Ministry of Science and Higher Education parametric evaluation. Part B item 1223 (26.01.2017). 1223 Journal of Education, Health and Sport eISSN 2391-8306 7 © The Authors 2018; This article is published with open access at Licensee Open Journal Systems of Kazimierz Wielki University in Bydgoszcz, Poland Open Access. This article is distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Noncommercial License which permits any noncommercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original author(s) and source are credited. This is an open access article licensed under the terms of the Creative Commons Attribution Non Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/) which permits unrestricted, non commercial use, distribution and reproduction in any medium, provided the work is properly cited. This is an open access article licensed under the terms of the Creative Commons Attribution Non Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/) which permits unrestricted, non commercial use, distribution and reproduction in any medium, provided the work is properly cited. The authors declare that there is no conflict of interests regarding the publication of this paper. Received: 23.01.2018. Revised: 26.01.2018. Accepted: 31.01.2018. EXPERIMENTAL STUDY OF METALLOTHIONEIN SYNTHESIS IN MODELING HYPERTHERMIC INTRAOPERATIVE INTRAPERITONEAL CHEMOPERFUSION WITH CYSPLATINUM E. D. Pykhtieieva, E. G. Pykhtieieva, A. I. Gozhenko Ukrainian Research Institute of Transport Medicine, Odessa, Ukraine Abstract In an experiment on white wild-type laboratory rats, it was shown that 90 minutes after intraperitoneal administration of cisplatin at a dose of 4 mg / kg as a solution heated to 43 °C, the integral level of metallothionein significantly increased in the organs. Metallothionein actively binds toxic compounds of metals, including platinum. This may be one of the main reasons for developing resistance to platinum drugs with repeated courses of chemotherapy. Fast inductive synthesis of MT with the introduction of heavy metal compounds is one of the mechanisms of adaptation of the organism to the introduction of a highly toxic platinum compound. The binding of platinum to the sulfhydryl groups of metallothionein reduces the side effect of cisplatin while simultaneously decreasing its antitumor activity. It is not recommended to use the main metallothionein inducers (Zn, Se, antioxidants) in patients with cisplatin sensitive tumors before chemotherapy courses. Key words: cisplatin, kidneys, liver, metallothionei

Determination of biochemical indicators when modeling HIPEC with cisplatin on rats

HIPEC (Hyperthermic intraperitoneal chemotherapy; hyperthermic intraoperative intraperitoneally chemoperfusion) is a method of treating primary and secondary peritoneal tumors. Perfusion of the peritoneal cavity with solutions with cytotoxic agents at a temperature above the physiological norm (41-43 ° C) occurs when HIPEC. The conducted biochemical studies suggest that with HIPEC, elevated temperature is an important factor and leads to potentiation of the toxic effect of cisplatin. Despite the higher accumulation of platinum in the kidneys during cold solution perfusion, the resulting change in biochemical parameters is higher with the simultaneous action of elevated temperature and cisplatin

Changes of microelement homeostasis when modeling HIPEC with cisplatine

HIPEC was simulated on laboratory rats using cisplatin (CP) at a dose of 4 mg/kg. It has been shown that perfusion of a hot and cold solution of CP changes the accumulation of platinum and the concentration of heavy metals in organs (liver, kidney, spleen, blood) in different ways. An acute HIPEC simulation experiment shows that in a fairly short exposure time, critical absorption of platinum into the blood from the abdominal cavity does not occur, although the concentration of platinum in the blood is still growing. At the same time, Pt was found on the surface of parenchymal organs and the peritoneum of rats after the end of the experiment. This platinum is closely related to the surface and is not removed during the washing process. This suggests that the general toxic effect of platinum is less pronounced and delayed than with intravenous administration, but it will certainly occur through further interorgan redistribution

Experimental study of metallothionein synthesis in modeling hyperthermic intraoperative intraperitoneal chemoperfusion with cysplatinum

In an experiment on white wild-type laboratory rats, it was shown that 90 minutes after intraperitoneal administration of cisplatin at a dose of 4 mg / kg as a solution heated to 43 °C, the integral level of metallothionein significantly increased in the organs. Metallothionein actively binds toxic compounds of metals, including platinum. This may be one of the main reasons for developing resistance to platinum drugs with repeated courses of chemotherapy. Fast inductive synthesis of MT with the introduction of heavy metal compounds is one of the mechanisms of adaptation of the organism to the introduction of a highly toxic platinum compound. The binding of platinum to the sulfhydryl groups of metallothionein reduces the side effect of cisplatin while simultaneously decreasing its antitumor activity. It is not recommended to use the main metallothionein inducers (Zn, Se, antioxidants) in patients with cisplatin sensitive tumors before chemotherapy courses

Zinc supply of the population of Ukraine: consequences for health and reproduction

Zinc (Zn) is one of the most biologically significant essential metals, performing signal, adaptive, metabolic, structural, protective, restorative and other physiological functions in the human and animal. Zn homeostasis and functional activity are maintained with the participation of a wide range of epigenetic factors (natural and anthropogenic geobiospheric, alimentary, industrial, social and economic), which are formed in specific regional conditions of the population's life. Despite the longterm study of this problem and a large number of publications, many of its aspects remain insufficiently studied, especially in critical epidemiological situations. Therefore, the purpose of this work was to compare the epidemiological indicators of zinc content in biosubstrates of the inhabitants of Ukraine in the period 2008–2019. (before the COVID-19 pandemic) and in the period 2020–2021 (during the pandemic) for use in therapeutic and prophylactic purposes in the future. The zinc content in blood, hair and urine of 1819 people aged 17–67 years (average age 37 years, men 673, women 1146) was determined using the EMAS-200 CCD atomic emission spectrometer in the period from 2008 to 2021. The results were statistically processed by nonparametric methods. The obtained results showed a generally satisfactory supply of Zn for the population of Ukraine at the regional level with a tendency to limit the size of the cohort of the surveyed with significant deviations. At the same time, attention is drawn to the indicators that indicate a decrease in the general physiological level of the body supply of the examined persons with Zn. They can be deformed due to the uncontrolled intake of zinc preparations by a part of the population during the COVID-19 pandemic. Therefore, further research is needed to study the mechanisms of the observed changes and to develop measures to optimize regional norms of Zn. All human studies were conducted in compliance with the rules of the Helsinki Declaration of the World Medical Association "Ethical principles of medical research with human participation as an object of study". Informed consent was obtained from all participants

Influence of elementary dysgomeostasis on sperm fertility (review)

В обзоре рассмотрено влияние микроэлементоного состава спермы на ее фертильность. Установлено, что на качество спермы влияет содержание эссенциальных и токсичных элементов. Литературные данные о микроэлементном составе спермы у здоровых и бесплодных пациентов неполные и часто противоречивые. Взаимосвязь качества и фертильности спермы от концентрации микроэлементов сложна и требует дальнейшего исследования.В огляді розглянуто вплив мікроелементного складу сперми на її фертильність. Встановлено, що на якість сперми впливає як вміст есенціальних, так і токсичних елементів. Літературні дані щодо мікроелементного складу сперми у здорових і безплідних пацієнтів неповні і часто суперечливі. Взаємозв’язок якості та фертильності сперми від концентрації мікроелементів складний і вимагає подальшого дослідження.In the review, the influence of the microelement composition of sperm on its fertility is considered. It has been established that sperm quality is affected by the content of essential and toxic elements. The literature data on the microelement composition of sperm in healthy and infertile patients are incomplete and often contradictory. The relationship between the quality and fertility of sperm from the concentration of trace elements is complex and requires further research

Influence of lead on indicators of spermogenesis in male infertility

Влияние концентрации свинца в сперме на ее качество было изучено на примере 104 мужчин из бесплодных пар. Было показано, что влияние профессиональной и экологической экспозиции свинцом на мужчин репродуктивного возраста носит пороговый характер. Изменение качества спермы происходит только при превышении индивидуального порога концентрации свинца в сперме. Токсичное воздействие свинца на качество спермы зависит от концентрации Zn, Ca, Mg. Снижение концентрации этих элементов в сперме приводит к активации механизмов их транспорта в гонады, что сопровождается избыточным поступлением свинца по механизму «молекулярной мимикрии». Снижение концентрации сперматозоидов по любой причине приводит к повышению «удельной концентрации свинца», т.е. количеству атомов свинца, приходящихся на 1 сперматозоид и конкурирующих с цинком или кальцием за связывание с биологическими мишенями, что изменяет активность основных ферментов, снижает репарацию ДНК и, следовательно, ведет к снижению процента морфологически нормальных и подвижных сперматозоидов. Обеспечение достаточного поступления эссенциальных элементов является необходимым условием лечения мужского бесплодия.Вплив концентрації свинцю в спермі на її якість було вивчено на прикладі 104 чоловіків з безплідних пар. Було показано, що вплив професійної та екологічної експозиції свинцем на чоловіків репродуктивного віку носить пороговий характер. Зміна якості сперми відбувається тільки при перевищенні індивідуального порога концентрації свинцю в спермі. Токсична дія свинцю на якість сперми залежить від концентрації Zn, Ca, Mg. Зниження концентрації цих елементів в спермі призводить до активації механізмів їх транспорту в гонади, що супроводжується надмірним надходженням свинцю за механізмом «молекулярної мімікрії». Зниження концентрації сперматозоїдів по будь-якій причини призводить до підвищення «питомої концентрації свинцю», тобто кількості атомів свинцю, що припадають на 1 сперматозоїд і конкуруючих з цинком або кальцієм за зв’язування з біологічними мішенями, що змінює активність основних ферментів, знижує репарацію ДНК і, отже, веде до зниження відсотка морфологічно нормальних і рухливих сперматозоїдів. Забезпечення достатнього надходження есенціальних елементів є необхідною умовою лікування чоловічого безпліддя.The influence of the concentration of lead in semen on its quality was studied using 104 men from infertile couples as examples. It has been shown that the impact of occupational and environmental exposure to lead on men of reproductive age is threshold in nature. Sperm quality changes only when the individual threshold for sperm concentration is exceeded. The toxic effect of lead on sperm quality depends on the concentration of Zn, Ca, Mg. A decrease in the concentration of these elements in semen leads to activation of the mechanisms of their transport to the gonads, which is accompanied by an excess supply of lead by the mechanism of “molecular mimicry”. A decrease in sperm concentration for any reason leads to an increase in the “specific concentration of lead”, i.e. the number of lead atoms per sperm and competing with zinc or calcium for binding to biological targets, which changes the activity of the main enzymes, reduces DNA repair and, consequently, leads to a decrease in the percentage of morphologically normal and motile spermatozoa. Ensuring a sufficient supply of essential elements is a prerequisite for the treatment of male infertility

Using hypertermic isolated limb perfusion in surgery of unresectable sarcoma of lower limb

Цель работы – решение клинической задачи переведения в операбельное состояние массивной саркомы мягких тканей с применением гипертермической изолированной химиоперфузии конечности (НILP) мелфаланом (Алкераном) в качестве химиопрепарата с последующим удалением опухоли в процессе органосохраняющей операции. НILP проведена с применением современного оборудования (Performer HT (RAND, Italy), позволяющего проводить гипертермическую химиоперфузию органов брюшной полости, малого таза, грудной клетки и конечностей. Результаты: На первом этапе была проведена гипертермическая изолированная химиоперфузия конечности с неоперабельной саркомой мягких тканей, что привело к значительному уменьшению первоначального размера опухоли. На втором этапе (через 2 месяца) была выполнена циторедукция. Двухэтапная операция позволила избежать ампутации и сохранить опорную функцию конечности. Вывод: Описанный случай успешного применения НILP в Университетской клинике ОНМедУ позволяет рекомендовать метод изолированной гипертермической химиоперфузии для лечения первично неоперабельных сарком конечностей без ампутации.Мета роботи – рішення клінічного завдання переведення в операбельний стан масивної саркоми м’яких тканин із застосуванням гіпертермічної ізольованої хіміоперфузіі кінцівки (НILP) мелфаланом (Алкераном) з подальшим видаленням пухлини в процесі органозберігаючої операції. Результати: була проведена двоетапна операція із застосуванням НILP (на першому етапі), що дозволило значно зменшити початкові розміри пухлини і перевести саркому в операбельний стан, після чого була виконана ціторедукція. Двоетапна операція дозволила уникнути ампутації і зберегти опорну функцію кінцівки. Висновок: Описаний випадок успішного застосування НILP в Університетській клініці ОНМедУ дозволяє рекомендувати метод ізольованої гипертермической хіміоперфузіі для лікування первинно неоперабельних сарком кінцівок без ампутації.The aim of the work is to solve the clinical problem of transferring into the resectable state of massive soft tissue sarcoma with the use of hyperthermic isolated limb chemo perfusion (HILP) by melphalan (Alkeran) as a chemotherapy with the subsequent removal of the tumor during the organ-saving operation. HILP was carried out using. Results: a two-stage operation was performed with the use of HILP (in the first stage), which significantly reduced the initial tumor size and transferred the sarcoma to an operable state, after which cytoreduction was performed. Two-stage operation allowed avoiding amputation and maintaining the supporting function of the limb. Conclusion: The described case of successful application of YILP in the University Clinic of medical university allows us to recommend a method of isolated hyperthermic chemo-perfusion for the treatment of primarily inoperable sarcomas of limbs without amputation

Використання гіпертермічної ізольованої хіміоперфузіі для лікування неоперабельної саркоми нижньої кінцівки

Мета роботи - рішення клінічного завдання переведення в операбельний стан масивної саркоми м’яких тканин із застосуванням гіпертермічної ізольованої хіміоперфузіі кінцівки (НILP) мелфаланом (Алкераном) з подальшим видаленням пухлини в процесі органозберігаючої операції. Результати: була проведена двоетапна операція із застосуванням НILP (на першому етапі), що дозволило значно зменшити початкові розміри пухлини і перевести саркому в операбельний стан, після чого була виконана ціторедукція. Двоетапна операція дозволила уникнути ампутації і зберегти опорну функцію кінцівки. Висновок: Описаний випадок успішного застосування НILP в Університетській клініці ОНМедУ дозволяє рекомендувати метод ізольованої гипертермической хіміоперфузіі для лікування первинно неоперабельних сарком кінцівок без ампутації.The aim of the work is to solve the clinical problem of transferring into the resectable state of massive soft tissue sarcoma with the use of hyperthermic isolated limb chemo perfusion (HILP) by melphalan (Alkeran) as a chemotherapy with the subsequent removal of the tumor during the organ-saving operation. HILP was carried out using . Results: a two-stage operation was performed with the use of HILP (in the first stage), which significantly reduced the initial tumor size and transferred the sarcoma to an operable state, after which cytoreduction was performed. Two-stage operation allowed avoiding amputation and maintaining the supporting function of the limb. Conclusion: The described case of successful application of YILP in the University Clinic of medical university allows us to recommend a method of isolated hyperthermic chemo-perfusion for the treatment of primarily inoperable sarcomas of limbs without amputation