medlitГигиена и санитарияHygiene and Sanitation0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0016-9900-2019-98-8-833-838medlit-381Research ArticleЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯPOPULATION HEALTHПерекисное окисление липидов крови в условиях применения средств индивидуальной защиты органов дыханияPeroxidation of blood lipids in the conditions of application of individual respiratory protection equipmentБяловскийЮрий ЮльевичByalovskyYury Yu.

Доктор мед. наук, зав. кафедрой патофизиологии ФГБОУ ВО «РязГМУ им. академика И.П. Павлова» Минздрава России, 390026, Рязань.

e-mail: b_uu@mail.ru

MD, Ph.D., DSci., Head of the Department of Pathophysiology of the State Medical University of the Russian Federation Ministry of Health.

e-mail: b_uu@mail.ru

b_uu@mail.ruКирюшинВ. А.KiryushinV. A.noemail@neicon.ruПрохоровН. И.ProkhorovN. I.noemail@neicon.ruРакитинаИ. С.RakitinaI. S.noemail@neicon.ruФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Рязанский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииRyazan State Medical UniversityФедеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Первый московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова» Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский университет)I.M.Sechenov First Moscow State Medical University201914102020988833838Copyright © Бяловский Ю.Ю., Кирюшин В.А., Прохоров Н.И., Ракитина И.С., 20202020Бяловский Ю.Ю., Кирюшин В.А., Прохоров Н.И., Ракитина И.С.Byalovsky Y.Y., Kiryushin V.A., Prokhorov N.I., Rakitina I.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjhas.ru/jour/article/view/381Введение

Введение. К категории важных, но малоизученных факторов окружающей среды относится дополнительное респираторное сопротивление, которое является основным фактором, лимитирующим работоспособность человека в средствах индивидуальной защиты органов дыхания. К числу показателей организма, недостаточно изученных в условиях дополнительного респираторного сопротивления, относятся изменения перекисного окисления липидов и антиокислительной защиты. Целью данного исследования явилось изучение изменений перекисного окисления липидов крови при использовании дополнительного респираторного сопротивления.

Материал и методы

Материал и методы. Исследование проводилось на практически здоровых испытуемых обоего пола (78 человек) в возрасте от 20 до 36 лет. Для моделирования условий применения средств индивидуальной защиты органов дыхания использовались инспираторные резистивные дыхательные нагрузки величиной 20% от максимального внутриротового давления при пробе Мюллера (20%Pmmax). Продолжительность действия резистивных нагрузок – 3 или 10 мин. Процессы перекисного окисления липидов оценивались по изменениям уровня малонового диальдегида, концентрации свободных жирных кислот, динамике гидроперекисей плазмы. Активность антиокислительной системы определялась по динамике показателя общей антиокислительной активности, активности каталаз плазмы. Измерение концентрации серотонина, адреналина и норадреналина в плазме проводилось флуориметрическим методом.

Результаты

Результаты. На показатели перекисного окисления липидов крови наиболее существенное влияние оказывает продолжительность использования средств индивидуальной защиты органов дыхания. Трёхминутное дыхание в средствах индивидуальной защиты органов дыхания существенно меняло процессы перекисного окисления липидов крови в сторону торможения. В частности, уменьшилась концентрация малонового диальдегида (p < 0,01); снизилась концентрация свободных жирных кислот (p < 0,001); снизилась активность гидроперекисей липидов (p < 0,0001). При десятиминутном использовании средств индивидуальной защиты органов дыхания процессы перекисного окисления липидов крови почти не изменялись: содержание гидроперекисей липидов и малонового диальдегида оставалось без динамики (p > 0,05) от исходного уровня.

Заключение

Заключение. Антиоксидантные эффекты применяемых нами величин увеличенного сопротивления дыханию свидетельствуют об отсутствии гипоксической стимуляции при действии умеренных резистивных нагрузок и резистивной стимуляции антиокислительных механизмов. Мы предполагаем, что во время действия резистивных дыхательных нагрузок активируется метаболическая функция лёгких, связанная с усилением резорбтивных процессов в легочных сосудах, что приводит к усиленному выходу из лёгких биологически активных веществ, обладающих антиокислительной активностью. Усиление всасывания эндогенных антиоксидантов на фоне резистивных дыхательных нагрузок является защитной реакцией, направленной против перекисного окисления липидов.

Introduction

Introduction. The category of important, but little-studied environmental factors, is the additional respiratory resistance, which is the main factor limiting human performance in the means of individual respiratory protection. Changes in the body that have not been sufficiently studied under conditions of additional respiratory resistance include changes in lipid peroxidation and antioxidant protection. The purpose of this study was to study changes in blood lipid peroxidation using additional respiratory resistance.

Material and methods

Material and methods. The study was conducted on practically healthy subjects of both sexes (78 people), aged from 20 to 36 years. To simulate the conditions of use of personal protective equipment for respiratory organs, inspiratory resistive respiratory loads of 20% of the maximum intraoral pressure were used for the Muller test. The duration of the resistive loads amounted to 3 or 10 minutes. The processes of lipid peroxidation were assessed by changes in the level of malonic dialdehyde, the concentration of free fatty acids, and the dynamics of plasma hydroperoxides. The activity of the antioxidant system was determined by the dynamics of the index of total antioxidant activity, plasma catalase activity. Measurement of serotonin, adrenaline and noradrenaline concentrations in plasma was carried out by the fluorimetric method.

Results

Results. The indices of blood lipid peroxidation are most affected by the duration of use of respiratory protective equipment. Three-minute respiration in the means of individual respiratory protection significantly changed the processes of peroxidation of blood lipids in the direction of inhibition. In particular, there was decreased the concentration of malonic dialdehyde decreased (p <0.01); concentration of free fatty acids (p <0.001), and activity of lipid hydroperoxides (p <0.0001). Under a ten-minute use of personal respiratory protection, the processes of blood lipid peroxidation almost did not change: the content of lipid hydroperoxides and malondialdehyde remained unchanged (p> 0.05) from the initial level.

Conclusion

Conclusion. The antioxidant effects of the values of increased resistance to breathing used by us indicate to the absence of hypoxic stimulation under the action of moderate resistive loads, and resistive stimulation of antioxidant mechanisms. We assume that during the action of resistive respiratory loads, the metabolic function of the lungs is activated, which is associated with increased resorptive processes in the pulmonary vessels, which leads to an enhanced release of biologically active substances from the lungs with antioxidant activity. Enhancement of the absorption of endogenous antioxidants against the background of resistive respiratory loads is a protective response against lipid peroxidation.

дополнительное респираторное сопротивлениеперекисное окисление липидовантиокислительная активностьсредства индивидуальной защиты органов дыханияadditional respiratory resistancelipid peroxidationantioxidant activityindividual respiratory protection equipmentReferencesБелая О.Л., Артамошина Н.Е., Калмыкова В.И., Куроптева З.В., Байдер Л.М. Перекисное окисление липидов и антиоксидантная защита у больных ишемической болезнью сердца. Клиническая медицина. 2009; 87 (5): 21-4.Belaya O.L., Artamoshina N.E., Kalmykova V.I., Kuropteva Z.V., Beider L.M. Lipid peroxidation and antioxidant protection in patients with ischemic heart disease. Clinical medicine. 2009; 87 (5): 21–4. (in Russian)Саидов М.Б., Эмирбеков Э.З. Перекисное окисление липидов в эритроцитах крыс при гипотермии и введении даларгина. Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Естественные науки. 2009; 1: 70-4.Saidov M.B., Emirbekov E.Z. Lipid peroxidation in rat erythrocytes with hypothermia and dalargin administration. Proceedings of higher educational institutions. North Caucasus region. Series: Natural Sciences. 2009; 1: 70–4. (in Russian)Шепелев А.П. Влияние острого физического перегревания животных на процессы перекисного окисления липидов. Вопросы медицинской химии. 2006; 22 (1): 47-1.Shepelev A.P. Effect of acute physical overheating of animals on lipid peroxidation processes. Voprosi medhimii. 2006; 22 (1): 47–1. (in Russian)Гуляев С.М., Урбанова Е.З., Жалсанов Ю.В., Маланов К.Ж. Влияние экстракта PHLOJODICARPUS SIBIRICUS (STEPH. EX SPRENG.) KOSO-POL на перекисное окисление липидов в головном мозге крыс после гипоксии в условиях цереброваскулярной недостаточности. Вестник Бурятского государственного университета. 2012; 53: 67-3.Gulyaev S.M., Urbanova E.Z., Zhalsanov Yu.V., Malanov K.Zh. Influence of PHLOJODICARPUS SIBIRICUS (STEPH. EX SPRENG.) KOSO-POL. extract on lipid peroxidation in cerebrovascular ischemia of rats brain after hypoxia. Bulletin of the Buryat State University. 2012; 53: 67–3. (in Russian)Заварухина С.А. Влияние аэробных нагрузок на процессы перекисного окисления липидов. Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Образование, здравоохранение, физическая культура. 2015; 15 (3): 18-6.Zavaruhina S.A. The influence of aerobic loads on lipid peroxidation processes. Bulletin of South Ural State University. Series: Education, health, physical education. 2015; 15 (3): 18–6. (in Russian)Supinski G.S., Clary S.J., Bark H., Kelsen S.G. Effect of inspiratory muskle fatigue on perception of effort during loaded breathing. J Appl Physiol. 1987; 62 (1): 300-8Supinski G.S., Clary S.J., Bark H., Kelsen S.G. Effect of inspiratory muskle fatigue on perception of effort during loaded breathing. J Appl Physiol. 1987; 62 (1): 300–8.Чащин В.П., Никанов А.Н., Анфалова Г.Л. Анализ эффективности средств индивидуальной защиты органов дыхания от пыли на предприятиях по переработке слюды. Экология человека. 2006; 4: 55-4.Chashchin V.P., Nikanov A.N., Anfalova G.L. Analysis of the effectiveness of individual means of respiratory protection from dust at mills processing plants. Human Ecology. 2006; 4: 55–4. (in Russian)Капцов В.А., Чиркин А.В. Об эффективности средств индивидуальной защиты органов дыхания как средства профилактики заболеваний (обзор). Токсикологический вестник. 2018; 2: 2-4.Kaptsov V.A., Chirkin A.V. On the effectiveness of personal protective equipment of respiratory organs as a means of preventing diseases (review). Toxicological messenger. 2018; 2: 2–4. (in Russian)Чудинин Н.В., Кирюшин В.А., Ракитина И.С. Оценка профессионального риска как метод прогнозирования состояния здоровья работников, занятых во вредных условиях труда. Наука молодых (Eruditio Juvenium). 2013; 1: 5-7.Chudinin N.V., Kiryushin V.A., Rakitina I.S. Assessment of occupational risk as a method of predicting the health of workers employed in hazardous working conditions. Science of the Young (Eruditio Juvenium). 2013; 1: 5–7. (in Russian)Сорокин Ю.Г. Новое в средствах индивидуальной защиты. Безопасность жизнедеятельности. 2006; 1: 11-6.Sorokin Yu.G. New in personal protective equipment. Life safety. 2006; 1: 11–6. (in Russian)Романов В.В., Рубцов В.И., Клочков В.Н., Суровцев Н.А., Тимошенко А.И. Государственный санитарно-эпидемиологический надзор за средствами индивидуальной защиты органов дыхания на радиационно опасных объектах. Гигиена и санитария. 2006; 4: 78-4.Romanov V.V., Rubtsov V.I., Klochkov V.N., Surovtsev N.A., Timoshenko A.I. State sanitary and epidemiological supervision of personal respiratory protective equipment at radiation hazardous facilities. Gigiena i sanitariya [Hygiene and Sanitation, Russian journal]. 2006; 4: 78–4. (in Russian)Капцов В.А., Чиркин А.В. Об оценке эффективности средств индивидуальной защиты органов дыхания. Безопасность в техносфере. 2015; 4 (5): 7-8.Kaptsov V.A., Chirkin A.V. On the evaluation of the effectiveness of individual protection of respiratory organs. Safety in the technosphere. 2015; 4: 5: 7–8. (in Russian)Nelson T.J. The Assigned Protection Factor According to ANSI. Am Ind Hyg Assoc J. 1996; 57 (8): 735-6Nelson T.J. The Assigned Protection Factor According to ANSI. Am Ind Hyg Assoc J. 1996; 57 (8): 735–6.Белов А.Ф., Бяловский Ю.Ю., Лапкин М.М. Информационно-диагностическая система для психофизиологических исследований человека. Рязань; 1990.Belov A.F., Byalovsky Y.Y., Lapkin M.M. Information and diagnostic system for human psychophysiological studies. Ryazan; 1990. (in Russian)Шаталов Э.В., Щербаков М.Г., Балдыч А.А., Дроздов С.Н. Медико-технические аспекты эксплуатации средств индивидуальной защиты военнослужащего. Военная мысль. 2008; 4: 40-5.Shatalov E.V., Scherbakov M.G., Baldych A.A., Drozdov S.N. Medical and technical aspects of the operation of personal protective equipment of a soldier. Military thought. 2008; 4: 40–5.Миронов Л.А. Применение средств индивидуальной защиты. Н. Новгород: БИОТа; 2009.Mironov L.A. The use of personal protective equipment. N. Novgorod: BIOTA; 2009. (in Russian)Стальная И.Д., Гаришвили Т.Г. Метод определения малонового диальдегида с помощью тиобарбитуровой кислоты. В кн.: Современные методы в биохимии. М.: Медицина; 1977: 66-1.Steel I.D., Garishvili T.G. Method for the determination of malondialdehyde using thiobarbituric acid. In the book: Modern methods in biochemistry. M.: Meditsina; 1977: 66–1. (in Russian)Меньшиков В.В. Лабораторные методы исследования в клинике. М.: Медицина; 1987.Menshikov V.V. Laboratory research methods in the clinic. M.: Meditsina; 1987. (in Russian)Гаврилов В.Б., Мишкорудная М.И. Спектрофотометрическое определение содержания гидроперекисей липидов в плазме крови. Лабораторное дело. 1983; 3: 33-1.Gavrilov V.B., Mishkorudnaya M.I. Spectrophotometric determination of plasma lipid hydroperoxide content. Laboratory work. 1983; 3: 33–1. (in Russian)Клебанов Г.И., Бабенкова И.В., Теселкин Ю.О. и соавт. Оценка антиокислительной активности плазмы крови с применением желточных липопротеидов. Лабораторное дело. 1988; 5: 59-1.Klebanov G.I., Babenkova I.V., Teselkin Yu.O. et al. Evaluation of plasma antioxidant activity using yolk lipoproteins. Laboratory work. 1988; 5: 59–1. (in Russian)Королюк М.А., Иванова Л.И., Майорова И.Г. и соавт. Метод определения каталазы. Лабораторное дело. 1988; 1: 16-1.Korolyuk M.A., Ivanova L.I., Mayorova I.G. et al. Method for the determination of catalase. Laboratory work. 1988; 1: 16–1. (in Russian)Ксейко Д.А., Генинг Т.П. Процессы перекисного окисления липидов и защитная роль антиоксидантной системы в печени и эритроцитах в условиях острой кровопотери. Фундаментальные исследования. 2012; 9 (2): 304-4.Kseiko D.A., Gening, T.P. The processes of lipid peroxidation and the protective role of the antioxidant system in the liver and erythrocytes in conditions of acute blood loss. Basic research. 2012; 9 (2): 304–4.Лукк М.В., Зарубина И.В., Шабанов П.Д. Антиоксидантные свойства аминотиоловых и триазининдоловых антигипоксантов. Психофармакология и биологическая наркология. 2008; 8(1-2-1): 2255-9.Lukk M.V., Zarubina I.V., Shabanov P.D. Antioxidant properties of aminothiol and triazinindole antihypoxants. Psychopharmacology and biological narcology. 2008; 8 (1-2-1): 2255–9. (in Russian)Калматов Р.К., Джумаева Л.М., Белов Г.В. Поверхностная активность и перекисное окисление липидов в смывах слизистых оболочек у кроликов в норме, при катаральном и аллергическом воспалениях. International Scientific Review. 2016; 8 (18): 88-5.Kalmatov R.K., Jumaeva L.M., Belov G.V. Surface activity and lipid peroxidation in the washings of mucous membranes in rabbits are normal, with catalanal and allergic inflammation. International Scientific Review. 2016; 8 (18): 88–5. (in Russian)Сагидова С.А., Нурмангазиев Р.Б. Перекисное окисление липидов и система антиоксидантной защиты печени крыс при физических нагрузках. Медицина Кыргызстана. 2014; 1 (3-2): 60-2.Sagidova S.A., Nurmangaziyev R.B. Lipid peroxidation and anti-oxidative protection system of rat liver during exercise. Medicine of Kyrgyzstan. 2014; 1 (3–2): 60–2. (in Russian)Корнякова В.В., Конвай В.Д. Состояние перекисного окисления липидов в эритроцитах спортсменов-пловцов. В сб.: Научные труды. Омск; 2009: 224-3.Kornyakova V.V., Konvay V.D. Lipid peroxidation in erythrocytes of swimmer athletes. In: Scientific works. Omsk; 2009: 224–3.Vane J.R. Metabolic activities of the lung: introduction. Ciba Found. Symp. 1980; 78: 1-10.Vane J.R. Metabolic activities of the lung: introduction. Ciba Found. Symp. 1980; 78: 1–10.Heineman N., Fishman A. Nonrespiratory functions of mammalian lung. Physiol. Rev. 1969; 49: 2-46.Heineman N., Fishman A. Nonrespiratory functions of mammalian lung. Physiol. Rev. 1969; 49: 2–46.Olgiati R., Tcheoc G., Gerreteli R. Gemodinamie effects of resistive breathing. J Appl Physiol. 1986; 60 (3): 846-7.Olgiati R., Tcheoc G., Gerreteli R. Gemodinamie effects of resistive breathing. J Appl Physiol. 1986; 60 (3): 846–7.Бяловский Ю.Ю. Реципрокные реакции организма на разные величины увеличенного сопротивления дыханию. Российский медико-биологический вестник им. академика И.П. Павлова. 2016; 1: 19-24Byalovsky Yu.Y. Reciprocal reactions of the body to different values of increased respiratory resistance. I.P. Pavlov Russian Medical Biological Herald. 2016; 1: 19–24. (in Russian)Fomina M.A. Cathepsins B, L and H splenocytes as the secondary antioxidant systems in the conditions of carbonyl stress. Adv Bioch. 2015; 3 (1): 5-4.Fomina M.A. Cathepsins B, L and H splenocytes as the secondary antioxidant systems in the conditions of carbonyl stress. Adv Bioch. 2015; 3 (1): 5–4.Silva E.P. L-Arginine supplementation improves rats’ antioxidant system and exercise performance. Free Radic Res. 2017; 51 (3): 281-5.Silva E.P. L-Arginine supplementation improves rats’ antioxidant system and exercise performance. Free Radic Res. 2017; 51 (3): 281–5.

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