Влияние доставки оксида азота на процессы апоптоза, некроптоза и пироптоза в почечной паренхиме при моделировании искусственного кровообращения: экспериментальное исследование

Цель – изучить влияние доставки экзогенного оксида азота на выраженность апоптоза, пироптоза, некроптоза почечной паренхимы при моделировании искусственного кровообращения и искусственного кровообращения с циркуляторным арестом.

Материалы и методы. В исследование включили 24 барана алтайской породы и рандомизировали их на 4 равные группы. В группах ИК и ИК+NO моделировали искусственное кровообращение без циркуляторного ареста. В группах ИК+ЦА и ИК+ЦА+NO моделировали искусственное кровообращение с циркуляторным арестом. В группах ИК+NO, ИК+ЦА+NO периоперационно подавали NO в концентрации 80 ppm. В группах ИК, ИК+ЦА подавали стандартную кислородно-воздушную смесь, не содержащую NO.

Результаты. В группе ИК+ЦА+NO уровень концентрации TNF-α был статистически значимо ниже 899 [739; 1019] нг/г по сравнению с группой ИК+ЦА 1716 [1284; 2201] нг/г, р = 0,026. Остальные маркеры программируемой клеточной гибели не различались между группами.

Заключение. Периоперационная доставка оксида азота снижает выраженность внешнего пути апоптоза в клетках почечной паренхимы при моделировании операций с искусственным кровообращением и циркуляторным арестом. Периоперационная доставка оксида азота в дозе 80 ppm не приводит к усилению процессов апоптоза, пироптоза, некроптоза в почечной паренхиме.

1. Каменщиков Н. О., Подоксенов Ю. К., Дьякова М. Л. и др. Острое повреждение почек в кардиохирургии: определение, эпидемиология, исходы и социально-экономическая значимость // Патология кровообращения и кардиохирургия. − 2020. − Т. 24, № 4. − С. 11‒21. DOI: 10.21688/1681-3472-2020-4-11-21.

2. Тё М. А., Каменщиков Н. О., Подоксенов Ю. К. и др. Влияние донации оксида азота на выраженность митохондриальной дисфункции почечной ткани при моделировании искусственного кровообращения: экспериментальное исследование // Вестник интенсивной терапии имени А. И. Салтанова. − 2023. − № 4. – С. 176‒184. DOI: 10.21320/1818-474X-2023-4-176-184.

3. Тё М. А., Каменщиков Н. О., Подоксенов Ю. К. и др. Влияние доставки оксида азота на энергетическое обеспечение почечной ткани при проведении искусственного кровообращения: экспериментальное исследование // Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины. − 2024. − Т. 39, № 1. – С. 163‒170. DOI: 10.29001/2073-8552-2022-592.

4. Bedford M., Stevens P. E., Wheeler T. W., Farmer C. K. What is the real impact of acute kidney injury? // BMC Nephrol. − 2014. − Vol. 15. ‒ P. 95. DOI: 10.1186/1471-2369-15-95.

5. Billings F. T., Pretorius M., Schildcrout J. S. et al. Obesity and oxidative stress predict AKI after cardiac surgery // Clin. J. Am. Soc. Nephrol. − 2012. − Vol. 23, № 7. − P. 1221‒1228. DOI: 10.1681/asn.2011090940.

6. Carlström M. Nitric oxide signalling in kidney regulation and cardiometabolic health // Nat Rev Nephrol. − 2021. − Vol. 17, № 9. − P. 575‒590. DOI: 10.1038/s41581-021-00429-z.

7. Cherry A. D. Mitochondrial dysfunction in cardiac surgery // Anesthesiol. Clin. − 2019. − Vol. 37, № 4. − P. 769‒785. DOI: 10.1016/j.anclin.2019.08.003.

8. Galluzzi L., Bravo-San Pedro J. M., Kepp O. et al. Regulated cell death and adaptive stress responses // Cell Mol. Life Sci. − 2016. − Vol. 73, № 11‒12. − P. 2405‒2410. DOI: 10.1007/s00018-016-2209-y.

9. Hernandez-Cuellar E., Tsuchiya K., Hara H. et al. Cutting edge: nitric oxide inhibits the NLRP3 inflammasome // J. Immunol. − 2012. − Vol. 189, № 11. − P. 5113‒5117. DOI: 10.4049/jimmunol.1202479.

10. Hou L., Yang Z., Wang Z. et al. NLRP3/ASC-mediated alveolar macrophage pyroptosis enhances HMGB1 secretion in acute lung injury induced by cardiopulmonary bypass // Lab. Invest. − 2018. − Vol. 98, № 8. − P. 1052‒1064. DOI: 10.1038/s41374-018-0073-0.

11. Kers J., Leemans J. C., Linkermann A. An overview of pathways of regulated necrosis in acute kidney injury // Semin. Nephrol. − 2016. − Vol. 36, № 3. − P. 139‒152. DOI: 10.1016/j.semnephrol.2016.03.002.

12. Kiers H. D., Boogaard M. van den, Schoenmakers M. C. et al. Comparison and clinical suitability of eight prediction models for cardiac surgery-related acute kidney injur // Nephrol. Dial. Transplant. − 2013. − Vol. 28, № 2. − P. 345‒351. DOI: 10.1093/ndt/gfs518.

13. Kim Y. M., Bombeck C. A., Billia T. R. Nitric oxide as a bifunctional regulator of apoptosis // Circ. Res. − 1999. − Vol. 84, № 3. − P. 253−256. DOI: 10.1161/01.res.84.3.253.

14. Kumar A. B., Suneja M. Cardiopulmonary bypass –associated acute kidney injury // Anesthesiology. − 2011. − Vol. 114, № 4. − P. 964‒970. DOI: 10.1097/aln.0b013e318210f86a.

15. Lei C., Berra L., Rezoagli E. et al. Nitric oxide decreases acute kidney injury and stage 3 chronic kidney disease after cardiac surgery // Am. J. Respir. Crit. Care Med. − 2018. − Vol. 198, № 10. − P. 1279‒1287. DOI: 10.1164/rccm.201710-2150OC.

16. Liu L., Stamler J. NO: an inhibitor of cell death // Cell Death Differ. − 1999. − Vol. 6. − P. 937‒942. DOI: 10.1038/sj.cdd.4400578.

17. Miao W., Qu Z., Shi K. et al. RIP3 S-nitrosylation contributes to cerebral ischemic neuronal injury // Brain Res. − 2015. − Vol. 1627. − P. 165−176. DOI: 10.1016/j.brainres.2015.08.020.

18. Nieuwenhuijs-Moeke G. J., Pischke S. E., Berger S. P. et al. Ischemia and Reperfusion Injury in Kidney Transplantation: Relevant Mechanisms in Injury and Repair // J. Clin. Med. − 2020. − Vol. 9, № 1. − P. 253. DOI: 10.3390/jcm9010253.

19. Ruan S. Y., Huang T. M., Wu H. Y. et al. Inhaled nitric oxide therapy and risk of renal dysfunction: a systematic review and meta-analysis of randomized trials // Crit Care. − 2015. − Vol. 19, № 1. − P. 137. DOI: 10.1186/s13054-015-0880-2.

20. Saikumar P., Venkatachalam M. A. Role of apoptosis in hypoxic/ischemic damage in the kidney // Semin. Nephrol. − 2003. − Vol. 23, № 6. − P. 511‒521. DOI: 10.1053/s0270-9295(03)00130-x.

21. Tu L. N., Hsieh L.., Kajimoto M. et al. Shear stress associated with cardiopulmonary bypass induces expression of inflammatory cytokines and necroptosis in monocytes // JCI Insight. − 2021. − Vol. 6, № 1. ‒ P. e141341. DOI: 10.1172/jci.insight.141341.

22. Wang Y., Chen C., Loake G. J., Chu C. Nitric oxide: promoter or suppressor of programmed cell death? // Protein Cell. − 2010. − Vol. 1, № 2. − P. 133‒142. DOI: 10.1007/s13238-010-0018-x.

23. Xu X. X., Shi R. X., Fu Y. et al. Neuronal nitric oxide synthase/reactive oxygen species pathway is involved in apoptosis and pyroptosis in epilepsy // Neural. Regen. Res. − 2023. − Vol. 18, № 6. − P. 1277‒1285. DOI: 10.4103/1673-5374.357906.

24. Yan Y., Kamenshchikov N., Zheng Z., Lei C. Inhaled nitric oxide and postoperative outcomes in cardiac surgery with cardiopulmonary bypass: A systematic review and meta-analysis // Nitric Oxide. − 2024. − Vol. 146, № 64. − P. 64‒74. DOI: 10.1016/j.niox.2024.03.004.

25. Yeh C. H., Lin Y. M., Wu Y. C. et al. Nitric oxide attenuates cardiomyocytic apoptosis via diminished mitochondrial complex I up-regulation from cardiac ischemia-reperfusion injury under cardiopulmonary bypass // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. − 2004. − Vol. 128, № 2. − P. 180‒188. DOI: 10.1016/j.jtcvs.2003.11.056.