Влияние общей анестезии на метаболизм метионина в период искусственного кровообращения

It has been found out that methylation of nucleic acids, proteins and low-molecular substrates is necessary to renew cellular structures, their restoration and cytoprotection. Methionine plays the most important role in this process but whether its metabolism changes during anesthesia and how different anesthetics affect it, has not yet been studied.The objective: to study the metabolism of methionine during cardiopulmonary bypass when the direct myocardial revascularization is performed and the impact of the anesthetics used (propofol, desflurane, and sevoflurane) on methionine metabolism.Subjects and methods: 74 patients who underwent surgery due to coronary heart disease with cardiopulmonary bypass were enrolled in the study. The patients were divided into three groups by the anesthetic used (desflurane, sevoflurane, propofol). Levels of methionine, homocysteine, cysteine, and taurine were tested in the blood collected from veins and jugular vein before the aorta clamping and after the release of clamps.Results. In all three groups, lower levels of methionine and a higher level of homocysteine were observed after the release of clamps from the aorta, especially in the jugular vein. The most significant consumption of methionine was noted when propofol was used. In the same group, the exocytic release of homocysteine into the blood and the formation of cysteine were significantly lower. No significant difference was observed in the effect of desflurane and sevoflurane on methylation.Conclusion. During the anoxia, the consumption of methionine increases significantly but the intensity of demethylation/remethylation depends on the anesthetics used during anesthesia. The most significant decrease in the level of methionine as well as the remethylation of homocysteine into methionine occurs with the use of propofol, rather than inhalation anesthetics which may be a consequence of desflurane and sevoflurane cytoprotective properties.Установлено, что метилирование нуклеиновых кислот, белков и низкомолекулярных субстратов необходимо для обновления клеточных структур, их восстановления и цитопротекции. Важнейшая роль в этих процессах отводится метионину, однако изменяется ли его метаболизм при анестезии и как влияют на него разные анестетики, до сих пор не изучено.Цель работы: изучить метаболизм метионина на этапе искусственного кровообращения во время операций прямой реваскуляризации миокарда и зависимость его от применяемых анестетиков (пропофола, десфлурана и севофлурана).Материалы и методы: в исследование включены 74 пациента, оперированные по поводу ишемической болезни с искусственным кровообращением. Пациенты распределены на три группы в соответствии с использованным для анестезии анестетиком (десфлуран, n = 29; севофлуран, n = 28; пропофол, n = 17). Концентрацию метионина, гомоцистеина, цистеина и таурина) определяли в крови, забираемой из венозной магистрали и яремной вены до пережатия аорты и после снятия с нее зажима.Результаты. Во всех трех группах выявлены снижение концентрации метионина и повышение содержания гомоцистеина после снятия зажима с аорты, особенно в бассейне яремной вены. Наиболее значимое потребление метионина отмечено при использовании пропофола. В этой же группе значимо меньшими оказались выведение из клетки в кровь гомоцистеина и образование цистеина. Значимых различий во влиянии десфлурана и севофлурана на процессы метилирования не отмечено.Заключение. В период аноксии потребление метионина существенно возрастает, однако интенсивность процессов деметилирования/реметилирования зависит от используемых во время анестезии анестетиков. Наиболее существенное снижение уровня метионина, а также реметилирование гомоцистеина в метионин происходит при использовании пропофола, а не ингаляционных анестетиков, что может быть следствием наличия у десфлурана и севофлурана цитопротективных свойств

Ural-Siberian Strategic Initiative of the State: Aerostatically Transport – “Breakthrough” of Russia in the Future

The Urals serves as a global project for Russia, but the very development of the Urals as a junction by means of the sovereign road of two parts of Russia ensured its transformation into an Imperial state. Based on the idea of recreating the legendary “Babinovskaya” road that created Russia, the Ural-Siberian strategic initiative was born, which was supported by scientists-inventors of a unique Aero-Overpass transport from Novosibirsk. The task of developing the common destiny of mankind in the vast expanses of Greater Eurasia is being implemented by means of a new transport that overcomes the limitations of the wheel, in order to connect the ports of the Northern sea route with the ports of the Pacific and Indian oceans through the center of Eurasia. The new rise of our Fatherland, its rise to the level of its own global project, can be re-established on a new technological basis by the Sovereign road from West to East and from North to South.Урал выполняет роль глобального проекта для России, но само освоение Урала как сочленения средствами Государевой дороги двух частей России обеспечило ее превращение в имперскую государственность. На основе идеи воссоздания легендарной «Бабиновской» дороги, создавшей Россию, родилась Урало-Сибирская стратегическая инициатива, которую поддержали ученые – изобретатели уникального аэроэстакадного транспорта из Новосибирска. Задача развития единой судьбы человечества на просторах Большой Евразии реализуется средствами нового транспорта, преодолевающего ограничения колеса, с тем чтобы через центр Евразии соединить транспортными магистралями порты Северного морского пути с портами Тихого и Индийского океанов. Новый взлёт нашего Отечества, его выход на уровень собственного глобального проекта может быть вновь заложен воссоздаваемой на новой технологической основе Государевой дорогой с запада на восток и с севера на юг

Metabolic model for laboratory control of anti-ischaemic therapy effectiveness: a case study of nicorandil

Scientific relevance. A key anti-ischaemic mechanism of some medicinal products involves their effects on the metabolism of endothelial vasodilators, particularly the synthesis of nitric oxide from arginine and its precursor citrulline.Aim. The study was aimed to determine whether the plasma time course of guanidine derivatives (arginine precursors) is applicable to laboratory control of anti-ischaemic therapy effectiveness using a single oral dose of nicorandil in patients with coronary heart disease as a case study.Materials and methods. The authors used high-performance liquid chromatography to determine metabolites. Blood samples for analysis were obtained from 30 patients with angina pectoris (Grade II–III, Canadian Cardiovascular Society) and 30 healthy donors. All the study participants received a single oral dose of 20 mg nicorandil after 10 h of fasting.Results. At baseline, patients showed significantly higher plasma citrulline levels than donors. However, the elevated levels decreased to the healthy range after nicorandil administration. Plasma arginine levels in patients showed a statistically significant increase following nicorandil administration. Plasma homoarginine levels in patients remained reduced both before and after dosing. Nicorandil did not influence elevated levels of the endogenous nitric oxide synthase inhibitor (asymmetrical dimethylarginine).Conclusions. In addition to the established mechanisms responsible for altering cell metabolism, nicorandil enhances the contribution of citrulline to arginine resynthesis. It is reasonable to include citrulline and arginine, which are involved in the vasodilator response, in model schemes for laboratory control of the effectiveness of anti-ischaemic therapy

Уровни аминокислот и гомоаргинина в венозных бассейнах головного мозга и сердечной мышцы у пациентов с ишемической болезнью сердца

Introduction. Under the conditions of circulatory disorders and coronary heart disease (CHD), amino acids acquire additional value as a source of intermediates of Krebs cycle, participating in cell energetics. If there is a disturbance of energy metabolism, the level of amino acids in the blood can change, including the minor non-encoding amino acid homoarginine (hArg).The objective of this study was to compare the shifts in the levels of hArg and other amino acids in the venous blood flowing from the tissues of the heart and brain versus their levels in blood plasma from the cubital vein in patients with CHD.Methods and materials. The study used plasma samples of 58 patients (46 men and 12 women) aged 62 (57 — 66) years with CHD and heart failure of functional class III (NYHA). The level of hArg and the spectrum of 22 other amino acids were determined by the reversed-phase high-performance liquid chromatography (HPLC). Besides, the levels of lactic acid (LA) were determined by spectrophotometric method, as well as routine biochemical parameters were determined using standard kits.Results. Patients with CHD had compensated, without significant deviations, biochemical data of glucose level, lipid and nitrogen metabolism profiles. The level of hArg in the patient group of 1.4 (1.0—1.9) p.M was significantly lower compared to the reference interval, and the level of total homocysteine was increased, although there were no differences depending on the venous basin. The highest concentrations of LA, alanine and glutamine were detected in the plasma from the internal jugular vein. At the same time, lower concentrations of arginine, lysine and alanine corresponded to the lowest values of hArg.Conclusion. In patients with CHD and heart failure, a significant increase in the levels of glutamine and alanine in plasma from the internal jugular vein and coronary sinus in comparison with plasma from the cubital vein was accompanied by profound dysregulation of energy metabolism with the decrease in hArg levels.Введение. В условиях нарушений кровообращения при ишемической болезни сердца (ИБС) аминокислоты приобретают дополнительное значение в качестве источника интермедиатов цикла Кребса, участвуя в клеточной энергетике. При нарушении энергетического метаболизма в крови может изменяться уровень аминокислот, в том числе минорной некодируемой аминокислоты гомоаргинина (гАрг).Цель исследования — сопоставление сдвигов уровней гАрг и других аминокислот в венозной крови, оттекающей из тканей сердца и головного мозга, по сравнению с их уровнями в плазме крови из локтевой вены у пациентов с ИБС.Методы и материалы. В исследовании использовали плазму крови 58 пациентов (46 мужчин и 12 женщин) с ИБС и сердечной недостаточностью III ф. кл. (NYHA) в возрасте 62 (57 — 66) лет. Уровень гАрг в составе спектра 22 других аминокислот плазмы крови определяли методом обращенно-фазной высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Кроме того, в образцах определяли уровни молочной кислоты (МК) спектрофотометрическим методом, а также общепринятые биохимические показатели с помощью стандартных наборов.Результаты. Пациенты с ИБС имели компенсированные, без существенных отклонений биохимические показатели уровня глюкозы, профилей липидного и азотистого обмена. Уровень гАрг в группе пациентов 1,4 (1,0-1,9) мкМ был существенно ниже по сравнению с референтным интервалом, а уровень общего гомоцистеина был повышен, хотя не отмечалось различий в зависимости от венозного бассейна. Наивысшие концентрации МК, аланина и глутамина выявлены в плазме из внутренней ярёмной вены. При этом наиболее низким значениям гАрг соответствовали пониженные концентрации аргинина, лизина и аланина, а в образцах из коронарного синуса и ярёмной вены — также и глутамина.Выводы. У пациентов с ИБС и сердечной недостаточностью значительное увеличение уровней глутамина и аланина в плазме крови из внутренней ярёмной вены и коронарного синуса по сравнению с плазмой крови из кубитальной вены сопровождалось глубокими изменениями в регуляции энергетического метаболизма с понижением уровней гАрг

Эффективность мази, содержащей экстракт водяники, при дерматите у крыс

The purpose of the research was studying influence of the ointment containing as the operating component an Empetrum black extract on some parameters of lipid peroxidation (diene conjugates, malonic dialdehyde, catalase) at allergic contact dermatitis at rats in plasma of blood and leather. As a result of experiment on model of allergic contact dermatitis it is established, that ointment with an Empetrum extract normalizes processes of the lipid peroxidation (level malonic dialdehyde, diene conjugates and catalase did not differ from the control), that in turn, apparently, can also improve therapeutic effect (initial parameters of an integument were restored). While using the ointment with an Empetrum extract terms of recover of animals are reduced to 4—5 days in comparison with a group of incurable rats, but at the same time it concedes a little to hormonal «Akriderm SK».Цель исследования - изучение влияния мази, содержащей в качестве действующего компонента экстракт водяники черной, на некоторые параметры перекисного окисления липидов (ПОЛ) (диеновые конъюгаты, малоновый диальдегид, каталаза) при аллергическом контактном дерматите у крыс в плазме крови и биоптате кожи. На модели аллергического контактного дерматита установлено, что мазь с экстрактом водяники нормализует процессы ПОЛ, улучшает терапевтический эффект (восстановление исходных параметров кожного покрова). При использовании мази с экстрактом водяники сроки выздоровления животных сокращаются на 4-5 дней по сравнению с группой нелеченых крыс, но в то же время она несколько уступает гормональному средству «Акридерм СК»

Метаболическая модель для лабораторного контроля эффективности антиишемической терапии на примере использования никорандила

A key anti-ischaemic mechanism of some medicinal products involves their effects on the metabolism of endothelial vasodilators, particularly the synthesis of nitric oxide from arginine and its precursor citrulline.The aim of the study was to determine whether the plasma time course of guanidine derivatives (arginine precursors) is applicable to laboratory control of anti-ischaemic therapy effectiveness using a single oral dose of nicorandil in patients with coronary heart disease as a case study.Materials and methods. The authors used high-performance liquid chromatography to determine metabolites. Blood samples for analysis were obtained from 30 patients with angina pectoris (Grade II–III, Canadian Cardiovascular Society) and 30 healthy donors. All the study participants received a single oral dose of 20 mg nicorandil after 10 h of fasting.Results. At baseline, patients showed significantly higher plasma citrulline levels than donors. However, the elevated levels decreased to the healthy range after nicorandil administration. Plasma arginine levels in patients showed a statistically significant increase following nicorandil administration. Plasma homoarginine levels in patients remained reduced both before and after dosing. Nicorandil did not influence elevated levels of the endogenous nitric oxide synthase inhibitor (asymmetrical dimethylarginine).Conclusions. In addition to the established mechanisms responsible for altering cell metabolism, nicorandil enhances the contribution of citrulline to arginine resynthesis. It is reasonable to include citrulline and arginine, which are involved in the vasodilator response, in model schemes for laboratory control of the effectiveness of anti-ischaemic therapy.Важным механизмом антиишемического действия некоторых препаратов является их влияние на метаболизм эндотелиальных факторов вазодилатации, в частности на образование оксида азота из аминокислоты аргинина и его предшественника цитруллина.Цель работы: изучение возможности использования показателей динамики гуанидиновых производных — предшественников аргинина — в плазме крови для лабораторного контроля эффективности антиишемической терапии на примере однократного перорального приема никорандила у пациентов с ишемической болезнью сердца.Материалы и методы: метаболиты определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии в образцах крови, взятых у 30 пациентов со стенокардией напряжения II–III функционального класса. Референтной группой являлись 30 здоровых доноров. Никорандил использовали перорально в разовой дозе 20 мг после 10-часового голодания.Результаты: у пациентов исходный уровень цитруллина был достоверно выше, чем у здоровых доноров. После приема никорандила содержание цитруллина снижалось до уровня, не отличающегося от уровня в плазме крови здоровых доноров группы сравнения. Содержание аргинина в плазме крови пациентов после приема препарата достоверно возрастало. При этом у них сохранялся пониженный уровень гомоаргинина как до, так и после приема никорандила. Обнаружено также отсутствие влияния приема никорандила на уровень эндогенного ингибитора синтазы оксида азота — асимметричного диметиларгинина.Вывод: в дополнение к известным механизмам воздействия никорандила на клеточный метаболизм показано усиление участия цитруллина в ресинтезе аргинина. При оценке эффективности антиишемической терапии в модельную схему для лабораторного контроля целесообразно включать цитруллин и аргинин, которые являются участниками вазодилатационного ответа

Оценка своевременности вакцинации против коклюша детей первого года жизни и причин нарушения графика прививок

The maximum incidence of pertussis in young children confirms the importance of their timely immunization.The goal is – to study the timeliness of vaccination against whooping cough, causes of violation of the vaccination schedule in young children, the effect of recombinant interferon-a on the post-vaccination period.Materials and methods: the vaccination history and data on the course of the post-vaccination period after immunization with DPT and DaPT vaccines of 469 children at the age of 3–24 months were studied.Results. The analysis showed that 14,9% of the observed children were not vaccinated against whooping cough in a timely manner. Of these: 34,3% had a written refusal to vaccinate (5.1% of the total number of observed children), in 32,8% of cases, the vaccination schedule was violated due to late arrival of parents, 32,9% of children by the start of immunization had medical challenges, and only half of them had justified contraindications. Non-serious side effects associated with immunization were observed in 11.3% of cases, statistically more often with DTP (22,0%) compared with DaPT (5.,5%). General and local reactions, in general, were recorded on DPT (6,9% and 15,1%, respectively) and less often developed with the use of DaPT (1,0% and 4,5%, respectively). Within 1 month after immunization, 16,2% of the observed children had an acute respiratory viral infection of varying severity. Those who did not receive antiviral therapy more often carried the disease in a moderate and severe form, which in all cases led to the postponement of the administration of the second and third doses of the vaccine.Conclusion. To increase the timeliness of vaccination of children against whooping cough, medical professionals should persistently remind parents about the timing of turnout for the next vaccination, when making medical withdrawals, be guided by modern methodological documents and instructions for vaccines. The use of antiviral and immunomodulatory effects of IFN-alpha drugs allows us to comply with the recommended schedule for vaccination of children with a high risk of SARS in the post-vaccination period.Максимальная заболеваемость коклюшем детей раннего возраста подтверждает важность их своевременной иммунизации.Цель: изучить своевременность вакцинации против коклюша, причины нарушения графика прививок у детей раннего возраста, влияние препаратов рекомбинантного интерферона-aльфа на течение поствакцинального периода.Материалы и методы: изучен прививочный анамнез и данные о течении поствакцинального периода после иммунизации вакцинами АКДС и препаратами с бесклеточным коклюшным компонентом 469 детей в возрасте от 3 мес. до 24 мес.Результаты. Анализ показал, что 14,9% наблюдаемых детей оказались своевременно не привиты против коклюша, из них: у 34,3% оформлен письменный отказ от прививки (5,1% от общего числа наблюдаемых детей), в 32,8% случаев график вакцинации был нарушен из-за несвоевременной явки родителей, 32,9% детей к началу иммунизации имели медицинские отводы, причем только у половины противопоказания были обоснованные. Несерьезные побочные проявления, связанные с иммунизацией, наблюдались в 11,3% случаев, статистически чаще при введении АКДС (22,0%) по сравнению с бесклеточными коклюшными вакцинами (5,5%). Общие и местные реакции, в основном, регистрировались на АКДС (6,9% и 15,1% соответственно) и реже развивались при использовании препаратов с бесклеточным коклюшным компонентом (1,0% и 4,5% соответственно). В течение 1 месяца после иммунизации 73 ребенка (16,2%) перенесли острую респираторную вирусную инфекцию различной степени тяжести. Не получавшие противовирусную терапию чаще переносили заболевание в среднетяжелой и тяжелой форме, что во всех случаях привело к переносу срока введения второй и третьей дозы вакцины.Заключение. Для увеличения своевременности вакцинации детей против коклюша медицинские работники должны настойчиво напоминать родителям о сроках явки на очередную вакцинацию, при оформлении медицинских отводов, руководствоваться современными методическими документами и инструкциями к вакцинам. Использование противовирусного и иммуномодулирующего эффекта препаратов интерферон-альфа позволяет соблюсти рекомендованный график при вакцинации детей с высоким риском заболеваемости острой респираторной вирусной инфекцией в поствакцнальном периоде.

Efficacy of high-intensity, low-volume interval training compared to continuous aerobic training on insulin resistance, skeletal muscle structure and function in adults with metabolic syndrome: study protocol for a randomized controlled clinical trial (Intraining-MET)

ABSTRACT: Evidence of the efficacy of high-intensity, low-volume interval training (HIIT-low volume) in treating insulin resistance (IR) in patients with metabolic disorders is contradictory. In addition, it is unknown whether this effect is mediated through muscle endocrine function, which in turn depends on muscle mass and fiber type composition. Our aims were to assess the efficacy of HIIT-low volume compared to continuous aerobic exercise (CAE) in treating IR in adults with metabolic syndrome (MS) and to establish whether musclin, apelin, muscle mass and muscle composition are mediators of the effect. Methods: This is a controlled, randomized, clinical trial using the minimization method, with blinding of those who will evaluate the outcomes and two parallel groups for the purpose of showing superiority. Sixty patients with MS and IR with ages between 40 and 60 years will be included. A clinical evaluation will be carried out, along with laboratory tests to evaluate IR (homeostatic model assessment (HOMA)), muscle endocrine function (serum levels of musclin and apelin), thigh muscle mass (by dual energy x-ray absorptiometry (DXA) and thigh muscle composition (by carnosine measurement with proton magnetic resonance spectroscopy (H–MRS)), before and after 12 weeks of a treadmill exercise program three times a week. Participants assigned to the intervention (n = 30) will receive HIIT-low volume in 22-min sessions that will include six intervals at a load of 90% of maximum oxygen consumption (VO2 max) for 1 min followed by 2 min at 50% of VO2 max. The control group (n = 30) will receive CAE at an intensity of 60% of VO2 max for 36 min. A theoretical model based on structural equations will be proposed to estimate the total, direct and indirect effects of training on IR and the proportion explained by the mediators. Discussion: Compared with CAE, HIIT-low volume can be effective and efficient at improving physical capacity and decreasing cardiovascular risk factors, such as IR, in patients with metabolic disorders. Studies that evaluate mediating variables of the effect of HIIT-low volume on IR, such as endocrine function and skeletal muscle structure, are necessary to understand the role of skeletal muscle in the pathophysiology of MS and their regulation by exercise. Trial registration: NCT03087721. High-intensity Interval, Low Volume Training in Metabolic Syndrome (Intraining-MET). Registered on 22 March 2017, retrospectively registered