ssmuБюллетень сибирской медициныBulletin of Siberian Medicine1682-03631819-3684Siberian State Medical University, the Ministry of Healthcare of the Russian Federation10.20538/1682-0363-2023-4-22-30ssmu-5414Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL PAPERSЭкспериментальное исследование эффективности дексаметазона на модели липополисахарид-индуцированного острого повреждения легких у крысThe experimental study of dexamethasone effectiveness in a model of lipopolysaccharide-induced acute lung injury in ratshttps://orcid.org/0000-0002-3880-9548ВолошинН. И.VoloshinN. I.

Волошин Никита Игоревич – адъюнкт, первая кафедра и клиника терапии усовершенствования врачей (ТУВ-1)

194044, г. Санкт-Петербург, ул. Академика Лебедева, 6ж

6g, Akademika Lebedeva Str., Saint Petersburg, 194044

nikitavoloshin1990@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-4290-350XПугачВ. А.PugachV. A.

Пугач Виктория Александровна – канд. биол. наук, ст. науч. сотрудник

195043, г. Санкт-Петербург, ул. Лесопарковая, 4

4, Lesoparkovaya Str., Saint Petersburg, 195043

gniiivm_7@mil.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1851-0941СалуховВ. В.SalukhovV. V.

Салухов Владимир Владимирович – д-р мед. наук, начальник, первая кафедра терапии усовершенствования врачей (ТУВ-1)

194044, г. Санкт-Петербург, ул. Академика Лебедева, 6ж

6g, Akademika Lebedeva Str., Saint Petersburg, 194044

vlasaluk@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6974-5583ТюнинМ. А.TyuninM. A.

Тюнин Михаил Александрович – канд. мед. наук, зам. начальника центра

195043, г. Санкт-Петербург, ул. Лесопарковая, 4

4, Lesoparkovaya Str., Saint Petersburg, 195043

gniiivm_7@mil.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1525-3601МинаковА. А.MinakovA. A.

Минаков Алексей Александрович – адъюнкт, первая кафедра и клиника терапии усовершенствования врачей (ТУВ-1)

194044, г. Санкт-Петербург, ул. Академика Лебедева, 6ж

6g, Akademika Lebedeva Str., Saint Petersburg, 194044

minacom@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7406-753XИльинскийН. С.IlyinskiyN. S.

Ильинский Никита Сергеевич – зам. начальника отдела

195043, г. Санкт-Петербург, ул. Лесопарковая, 4

4, Lesoparkovaya Str., Saint Petersburg, 195043

gniiivm_7@mil.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9086-3755ЛевчукЕ. В.LevchukE. V.

Левчук Елена Владимировна – лаборант-исследователь

195043, г. Санкт-Петербург, ул. Лесопарковая, 4

4, Lesoparkovaya Str., Saint Petersburg, 195043

gniiivm_7@mil.ruВоенно-медицинская академия (ВМедА) им. С.М. КироваРоссияS.M. Kirov Military Medical AcademyRussian FederationГосударственный научно-исследовательский испытательный институт военной медицины (ГНИИИ ВМ)РоссияState Research Institute for Experimental Military MedicineRussian Federation2023220120242242230Copyright © Волошин Н.И., Пугач В.А., Салухов В.В., Тюнин М.А., Минаков А.А., Ильинский Н.С., Левчук Е.В., 20242024Волошин Н.И., Пугач В.А., Салухов В.В., Тюнин М.А., Минаков А.А., Ильинский Н.С., Левчук Е.В.Voloshin N.I., Pugach V.A., Salukhov V.V., Tyunin M.A., Minakov A.A., Ilyinskiy N.S., Levchuk E.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://bulletin.ssmu.ru/jour/article/view/5414Цель

Цель. Оценить эффективность и безопасность применения дексаметазона в различных дозах на экспериментальной модели прямого острого повреждения легких (ОПЛ).

Материалы и методы

Материалы и методы. Исследование выполнено на 80 белых беспородных самцах крыс, у которых моделировали ОПЛ посредством интратрахеального введения липополисахарида. Животные были разделены на четыре группы: контрольная группа и экспериментальные группы № 1–3, где животным по лечебной схеме (внутрибрюшинно, 1 раз/сут, в течение 3 сут) вводили дексаметазон в дозах 0,52; 1,71 и 8,00 мг/кг/ сут соответственно. В целях оценки эффективности и безопасности дексаметазона на 3-е сут эксперимента проводили клинический, биохимический и гемостазиологический анализ крови, а также оценивали выраженность отека легких по изменению массового коэффициента и степени влагонасыщения органа.

Результаты

Результаты. Использование дексаметазона в модели ОПЛ повышало выживаемость крыс в сравнении с контрольными животными в группах № 1 и 2 на 35% (p < 0,05), а в группе № 3 – только на 20%. Массовый коэффициент легких и степень влагонасыщения легких у крыс при использовании дексаметазона во всех исследованных дозах были одинаково снижены в среднем на 28% (p < 0,05) и 17% (p < 0,05) соответственно (p < 0,05). Степень выраженности побочных эффектов дексаметазона (гипергликемия, гиперпротеинемия, гиперкалиемия, гиперкоагуляция, повышение активности креатинфосфокиназы в крови) носила дозозависимый характер и была максимальной в группе № 3 (доза дексаметазона 8,00 мг/кг/сут).

Заключение

Заключение. Эффективность как низких (0,52 мг/кг/сут), так и высоких (8,00 мг/кг/сут) доз дексаметазона на экспериментальной модели ОПЛ у крыс характеризуется одинаковым противоэдематозным эффектом. По совокупности результатов лабораторных исследований крови и анализа выживаемости крыс наиболее безопасным следует считать применение дексаметазона в минимальной дозе (0,52 мг/кг/сут).

Aim

Aim. To evaluate the efficacy and safety of dexamethasone at various doses in an experimental model of direct acute lung injury (ALI).

Materials and methods

Materials and methods. The study was performed on 80 white outbred male rats, in which ALI was modeled by intratracheal administration of lipopolysaccharide. The animals were divided into 4 groups: the control group and three experimental groups (groups 1–3), where the animals were intraperitoneally administered dexamethasone at doses of 0.52, 1.71, and 8.00 mg / kg / day, respectively, for 3 days. A complete blood count, blood biochemistry test, and hemostatic tests were performed to assess the efficacy and safety of dexamethasone on day 3 of the experiment The severity of pulmonary edema was assessed by changes in the lung weight coefficient and the wet / dry weight ratio.

Results

Results. The use of dexamethasone in the ALI model increased the survival of rats in groups 1 and 2 by 35% (p < 0.05), and in group 3 only by 20% compared with control animals. The rat lung weight coefficient and the wet / dry weight ratio when using dexamethasone at all doses studied were equally reduced by an average of 28% (p < 0.05) and 17% (p < 0.05), respectively (p < 0.05). The severity of side effects of dexamethasone (hyperglycemia, hyperproteinemia, hyperkalemia, hypercoagulability, increased activity of creatine phosphokinase in the blood) was dose-dependent and was maximum in group 3 (dexamethasone dose 8.00 mg / kg / day).

Conclusion

Conclusion. The effectiveness of both low (0.52 mg / kg / day) and high (8.00 mg / kg / day) doses of dexamethasone in an experimental model of ALI in rats is characterized by the same anti-edematous effect. Based on the results of the blood tests and the analysis of rat survival, the use of dexamethasone at the lowest dose (0.52 mg / kg / day) should be considered the safest.

липополисахариддексаметазонострое повреждение легкихострый респираторный дистресс-синдромбиомоделированиеlipopolysaccharidedexamethasoneacute lung injuryacute respiratory distress syndromebiomodelingReferencesМинаков А.А., Салухов В.В., Харитонов М.А., Загородников Г.Г., Волошин Н.И. Некоторые особенности течения вирусной пневмонии при ожирении. Медицинский совет. 2022;16(18):131–140. DOI: 10.21518/2079-701X-2022-16-18-131-140.Минаков А.А., Салухов В.В., Харитонов М.А., Загородников Г.Г., Волошин Н.И. Некоторые особенности течения вирусной пневмонии при ожирении. Медицинский совет. 2022;16(18):131–140. DOI: 10.21518/2079-701X-2022-16-18-131-140.Matute-Bello G., Frevert C.W., Martin T.R. Animal models of acute lung injury. Am. J. Physiol. Lung Cell Mol. Physiol. 2008Sept.;295(3):L379–L399. DOI: 10.1152/ajplung.00010.2008.Matute-Bello G., Frevert C.W., Martin T.R. Animal models of acute lung injury. Am. J. Physiol. Lung Cell Mol. Physiol. 2008Sept.;295(3):L379–L399. DOI: 10.1152/ajplung.00010.2008.Mokra D., Mikolka P., Kosutova P., Mokry J. Corticosteroids in acute lung injury: the dilemma continues. Int. J. Mol. Sci. 2019Sept.25;20(19):4765. DOI: 10.3390/ijms20194765.Mokra D., Mikolka P., Kosutova P., Mokry J. Corticosteroids in acute lung injury: the dilemma continues. Int. J. Mol. Sci. 2019Sept.25;20(19):4765. DOI: 10.3390/ijms20194765.Yang J.W., Mao B., Tao R.J., Fan L.C., Lu H.W., Ge B.X. et al. Corticosteroids alleviate lipopolysaccharide-induced inflammation and lung injury via inhibiting NLRP3-inflammasome activation. J. Cell Mol. Med. 2020Nov.;24(21):12716–12725. DOI: 10.1111/jcmm.15849.Yang J.W., Mao B., Tao R.J., Fan L.C., Lu H.W., Ge B.X. et al. Corticosteroids alleviate lipopolysaccharide-induced inflammation and lung injury via inhibiting NLRP3-inflammasome activation. J. Cell Mol. Med. 2020Nov.;24(21):12716–12725. DOI: 10.1111/jcmm.15849.Qin M., Qiu Z. Changes in TNF-α, IL-6, IL-10 and VEGF in rats with ARDS and the effects of dexamethasone. Experimental and Therapeutic Medicine. 2019Jan.;17(1):383–387. DOI: 10.3892/etm.2018.6926.Qin M., Qiu Z. Changes in TNF-α, IL-6, IL-10 and VEGF in rats with ARDS and the effects of dexamethasone. Experimental and Therapeutic Medicine. 2019Jan.;17(1):383–387. DOI: 10.3892/etm.2018.6926.Yang J.W., Mao B., Tao R.J., Fan L.C., Lu H.W., Ge B.X. et al. Corticosteroids alleviate lipopolysaccharide-induced inflammation and lung injury via inhibiting NLRP3-inflammasome activation. J. Cell Mol. Med. 2020Nov.;24(21):12716–12725. DOI: 10.1111/jcmm.15849.Yang J.W., Mao B., Tao R.J., Fan L.C., Lu H.W., Ge B.X. et al. Corticosteroids alleviate lipopolysaccharide-induced inflammation and lung injury via inhibiting NLRP3-inflammasome activation. J. Cell Mol. Med. 2020Nov.;24(21):12716–12725. DOI: 10.1111/jcmm.15849.Kim S.M., Min J.H., Kim J.H., Choi J., Park J.M., Lee J. et al. Methyl p hydroxycinnamate exerts anti inflammatory effects in mouse models of lipopolysaccharide induced ARDS. Mol. Med. Rep. 2022Jan.;25(1):37. DOI: 10.3892/mmr.2021.12553.Kim S.M., Min J.H., Kim J.H., Choi J., Park J.M., Lee J. et al. Methyl p hydroxycinnamate exerts anti inflammatory effects in mouse models of lipopolysaccharide induced ARDS. Mol. Med. Rep. 2022Jan.;25(1):37. DOI: 10.3892/mmr.2021.12553.Al-Harbi N.O., Imam F., Al-Harbi M.M., Ansari M.A., Zoheir K.M., Korashy H.M. et al. Dexamethasone attenuates LPS-induced acute lung injury through inhibition of NFκB, COX-2, and pro-inflammatory mediators. Immunol. Invest. 2016May;45(4):349–369. DOI: 10.3109/08820139.2016.1157814.Al-Harbi N.O., Imam F., Al-Harbi M.M., Ansari M.A., Zoheir K.M., Korashy H.M. et al. Dexamethasone attenuates LPS-induced acute lung injury through inhibition of NFκB, COX-2, and pro-inflammatory mediators. Immunol. Invest. 2016May;45(4):349–369. DOI: 10.3109/08820139.2016.1157814.Шекунова Е.В., Ковалева М.А., Макарова М.Н., Макаров В.Г. Выбор дозы препарата для доклинического исследования: межвидовой перенос доз. Ведомости Научного центра экспертизы средств медицинского применения. 2020;10(1):19–28. DOI: 10.30895/1991-2919-2020-10-1-19-28.Шекунова Е.В., Ковалева М.А., Макарова М.Н., Макаров В.Г. Выбор дозы препарата для доклинического исследования: межвидовой перенос доз. Ведомости Научного центра экспертизы средств медицинского применения. 2020;10(1):19–28. DOI: 10.30895/1991-2919-2020-10-1-19-28.Волошин Н.И., Пугач В.А., Тюнин М.А., Строкина Е.И., Хижа В.В., Николаев А.В., Салухов В.В. Клинико-биохимические и патоморфологические особенности прямого острого повреждения легких у крыс, вызванного интратрахеальным введением липополисахарида Salmonella enterica. Лабораторные животные для научных исследований. 2022;(3):16–23. DOI: 10.57034/2618723X-2022-03-02.Волошин Н.И., Пугач В.А., Тюнин М.А., Строкина Е.И., Хижа В.В., Николаев А.В., Салухов В.В. Клинико-биохимические и патоморфологические особенности прямого острого повреждения легких у крыс, вызванного интратрахеальным введением липополисахарида Salmonella enterica. Лабораторные животные для научных исследований. 2022;(3):16–23. DOI: 10.57034/2618723X-2022-03-02.Пугач В.А., Тюнин М.А., Ильинский Н.С., Левчук Е.В., Строкина Е.И., Ельцов А.А. Экспериментальная модель прямого острого повреждения легких у крыс, вызванного интратрахеальным введением липополисахарида Salmonella enterica. Биомедицина. 2021;17(3):84–89. DOI: 10.33647/2074-5982-17-3-84-89.Пугач В.А., Тюнин М.А., Ильинский Н.С., Левчук Е.В., Строкина Е.И., Ельцов А.А. Экспериментальная модель прямого острого повреждения легких у крыс, вызванного интратрахеальным введением липополисахарида Salmonella enterica. Биомедицина. 2021;17(3):84–89. DOI: 10.33647/2074-5982-17-3-84-89.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.