vestimИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия медицинских наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Medical series1814-60232524-2350The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1814-6023-2020-17-1-28-37vestim-657Research ArticleКЛИНИЧЕСКАЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕДИЦИНАCLINICAL AND EXPERIMENTAL MEDICINEФормирование «установочного» уровня регуляции температуры тела при эндотоксиновой лихорадкеFormation of the “setting” level of body temperature regulation during endotoxin feverВисмонтФ. И.VismontF. I.

Висмонт Франтишек Иванович – член-корреспондент, доктор медицинских  наук, профессор, заведующий кафедрой

пр-т Дзержинского, 83, 220116, г. Минск

Frantishek I. Vismont – Corresponding Member, D. Sc. (Med.), Professor, Head of the Department

83, Dzerzhinski Ave., 220116, Minsk

patfiz@bsmu.byВисмонтА. Ф.VismontA. F.

Висмонт Арвид Франтишкович – кандидат медицинскихнаук, ст. научный сотрудник

пр-т Дзержинского, 83, 220116, г. Минск

Arvid F. Vismont – Ph. D. (Med.), Senior researcher

83, Dzerzhinski Ave., 220116, Minsk

patfiz@bsmu.byБелорусский государственный медицинский университетBelarusian State Medical University2020180320201712837Copyright © Висмонт Ф.И., Висмонт А.Ф., 20202020Висмонт Ф.И., Висмонт А.Ф.Vismont F.I., Vismont A.F.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestimed.belnauka.by/jour/article/view/657

В опытах на крысах и кроликах с использованием современных физиологических, биохимических методов исследования и фармакологического подхода установлено, что действие в организме бактериального эндотоксина, сопровождающееся лихорадкой, приводит к значительному снижению в плазме крови и ликворе содержания аргинина. Обнаружено, что через 30 мин после внутривенного введения кроликам меченного по углероду аргинина солянокислого (25 мкКи/кг) на пике эндотоксиновой лихорадки (через 60 мин после инъекции эндотоксина E. coli) происходит понижение уровня радиоактивности в плазме крови и значительное увеличение его в ликворе и ткани гипоталамуса. Выявлено, что, несмотря на то что содержание и скорость оборота норадреналина в гипоталамусе после введения в желудочки мозга крыс L-аргинина солянокислого (100 мкг) не изменяются по сравнению с таковыми у контрольных животных, хемореактивные свойства терморегуляторных структур мозга меняются, что проявляется в изменении выраженности и длительности терморегуляторных эффектов центрального действия норадреналина и ацетилхолина. Установлено, что введение L-аргинина солянокислого в желудочки мозга в дозе 100 мкг на животное или в кровоток в дозе 20 мг/кг оказывает выраженное антипиретическое действие. Обнаружено, что L-аргинин солянокислый (100 мкг) после введения в желудочки мозга стимулирует увеличение импульсной активности теплочувствительных нейронов медиальной преоптической области переднего гипоталамуса у кроликов, вызываемое повышением температуры мозга при перегревании тела животного. По-видимому, аргинин ликвора может рассматриваться как важный фактор изменения порогов возбудимости холодои теплочувствительных нейронов в гипоталамусе и формирования «установочного» уровня регуляции температуры тела при эндотоксиновой лихорадке.

The experiments on rats and rabbits using modern physiological, biochemical research methods and the pharmacological approach established that in the body, the action of bacterial endotoxin, accompanied by fever, leads to a significant decrease in blood plasma and in CSF of the arginine content. In rabbits after 30 min intravenous administration of carbon-labeled arginine hydrochloride (25 μCi/kg) at the endotoxin fever peak (after the 60 min injection of endotoxine E. coli), the radioactivity level in the blood plasma decreases and significantly increases in the cerebrospinal fluid and the hypothalamus tissue. It was revealed that although the content and speed of norepinephrine turnover in the hypothalamus after the introduction of L-arginine hydrochloride (100 μg) into the ventricles of the rats does not change in comparison with control animals, however, the chemoreactive properties of the thermoregulatory structures of the brain have changed, which manifests itself in the change in the expression and duration of thermoregulatory effects of the central action of norepinephrine and acetylcholine. It was established that the administration of L-arginine hydrochloride into the brain ventricles at a dose of 100 μg per animal or in the blood flow at a dose of 20 mg/kg caused the pronounced antipyretic effect. It was found that L-arginine hydrochloride (100 μg), after it has been introduced into the ventricles of the brain, increases the impulse activity of heat-sensitive neurons of the medial preoptic region of the anterior hypothalamus in rabbits due to a brain temperature growth when the animal’s body is overheated. Apparently, CSF arginine can be considered as an important factor in the changes in the excitability thresholds of cold and heat-sensitive neurons in the hypothalamus and in the formation of the “setpoint” of body temperature regulation during endotoxin fever.

эндотоксиновая лихорадкагипоталамусхемореактивные свойства нейроноваргининтемпература телаendotoxin feverhypothalamuschemoreactive properties of neuronsargininebody temperatureReferencesВеселкин, П. Н. Лихорадка / П. Н. Веселкин. – М. : Медгиз, 1963. – 375 с.Veselkin P. N. Fever. Moscow, Medgiz Publ., 1963. 375 p. (in Russian).Гурин, В. Н. Механизмы лихорадки / В. Н. Гурин. – Минск : Наука и техника, 1993. – 165 с.Gurin V. N. Mechanisms of fever. Minsk, Nauka i tekhnika Publ., 1993. 165 p. (in Russian).Feldberg, W. Body temperature and fever: changes in our views during last decade / W. Feldberg // Proc. Royal Soc. Lond. Ser. B: Biol. Sci. – 1975. – Vol. 191, N 1103. – P. 199–229. https://doi.org/10.1098/rspb.1975.0124Feldberg, W. Body temperature and fever: changes in our views during last decade. Proceedings of the Royal Society of London. Series B. Biological Sciences, 1975, vol. 191, no. 1103, pp. 199–229. https://doi.org/10.1098/rspb.1975.0124Blomqvist, A. Neural mechanisms of inflammation-induced fever / A. Blomqvist, D. Engblom // Neuroscientist. – 2018. – Vol. 24, N 4. – P. 381–399. https://doi.org/10.1177/1073858418760481Blomqvist A., Engblom D. Neural mechanisms of inflammation-induced fever. Neuroscientist, 2018, vol. 24, no. 4, pp. 381–399. https://doi.org/10.1177/1073858418760481Anochi, P. I. Mechanisms of fever in humans / P. I. Anochi // Int. J. Microbiol. Immunol. Res. – 2013. – Vol. 2, N 5. – P. 037–043.Anochi P. I. Mechanisms of fever in humans. International Journal of Microbiology and Immunology Research, 2013, vol. 2, no. 5, pp. 037–043.Dinarello, C. А. Infection, fever, and exogenous and endogenous pyrogens: some concepts have changens / C. А. Dinarello // J. Endotoxin Res. – 2004. – Vol. 10, N 4. – P. 201–222. https://doi.org/10.1177/09680519040100040301Dinarello C. А. Infection, fever, and exogenous and endogenous pyrogens: some concepts have changens. Journal of Endotoxin Research, 2004, vol. 10, no. 4, pp. 201–222. https://doi.org/10.1177/09680519040100040301The pathophysiological basis and consequences of fever / E. J. Walter [et al.] // Crit. Care. – 2016. – Vol. 20, N 1. – Art. 200. https://doi.org/10/1186/s13054-016-1375-5Walter E. J., Hanna-Jumma S., Carraretto M., Forni L. The pathophysiological basis and consequences of fever. Critical Care, 2016, vol. 20, no. 1, art. 200. https://doi.org/10.1186/s13054-016-1375-5Prajitha, N. Pyrogens, a polypeptide produces fever by metabolic changes in hypothalamus: mechanisms and detections / N. Prajitha, S. S. Athira, P. V. Mohanan // Immunol. Lett. – 2018. – Vol. 204. – P. 38–46. https://doi.org/10.1016/j.imlet.2018.10.006Prajitha N., Athira S. S., Mohanan P. V. Pyrogens, a polypeptide produces fever by metabolic changes in hypothalamus: mechanisms and detections. Immunology Letters, 2018, vol. 204, pp. 38–46. https://doi.org/10.1016/j.imlet.2018.10.006Делягин, В. Патогенез лихорадки и патогенетически обоснованный выбор антипиретических средств / В. Делягин // Врач. – 2016. – № 12. – С. 67–71.Delyagin, V. Pathogenesis of fever and pathogenetically substantiated choice of antipyretic drugs. Vrach [Doctor], 2016, no. 12, pp. 67–71 (in Russian).Tansey, E. A. Recent advances in thermoregulation / E. A. Tansey, C. D. Johnson // Adv. Physiol. Educ. – 2015. – Vol. 39, N 3. – P. 139–148. https://doi.org/10.1152/advan.00126.2014Tansey E. A., Johnson C. D. Recent advances in thermoregulation. Advances in Physiology Education, 2015, vol. 39, no. 3, pp. 139–148. https://doi.org/10.1152/advan.00126.2014Гурин, В. Н. Терморегуляция и симпатическая нервная система / В. Н. Гурин. – Минск : Наука и техника, 1989. – 231 с.Gurin V. N. Thermoregulation and sympathetic nervous system. Minsk, Nauka i tekhnika Publ., 1989. 231 p. (in Russian).Висмонт, Ф. И. О роли центральных адренореактивных систем в механизмах антипиретического действия акупунктуры при эндотоксиновой лихорадке у кроликов / Ф. И. Висмонт, Е. А. Третьякович // Мед. журн. – 2007. – № 4. – С. 45–47.Vismont F. I., Tret’yakovich E. A. On the role of central adrenoreactive systems in the mechanisms of antipyretic action of acupuncture in endotoxin fever in rabbits. Meditsinskii zhurnal [Medical journal], 2007, no. 4, pp. 45–47 (in Russian).Висмонт, Ф. И. Роль центральных адренореактивных систем в регуляции липидного обмена у животных в условиях перегревания и простагландиновой лихорадки / Ф. И. Висмонт // Здравоохранение Беларуси. – 1981. – № 9. – С. 61–62.Vismont F. I. The role of central adrenoreactive systems in the regulation of lipid metabolism in animals under conditions of overheating and prostaglandin fever. Zdravookhranenie Belarusi [Health care in Belarus], 1981, no. 9, pp. 61–62 (in Russian).Clark, W. G. Brain and pituitary peptides in thermoregulation / W. G. Clark, J. M. Lipton // Pharmacol. Ther. – 1983. – Vol. 22, N 2. – P. 249–297. https://doi.org/10.1016/0163-7258(83)90006-2Clark W. G., Lipton J. M. Brain and pituitary peptides in thermoregulation. Pharmacology and Therapeutics, 1983, vol. 22, no. 2, pp. 249–297. https://doi.org/10.1016/0163-7258(83)90006-2Milton, A. S. Prostaglandin E1 and endotoxin fever and the effects of aspirin, indomethacin and 4-acetamidophenol / A. S. Milton // Adv. Biosciens. – 1972. – Vol. 9. – P. 495–500.Milton A. S. Prostaglandin E1 and endotoxin fever and the effects of aspirin, indomethacin and 4-acetamidophenol. Advances in the Biosciences, 1972, vol. 9, pp. 495–500.Milton, A. S. Effects on body temperature of prostaglandins of the A, E and F series on injection into the third ventricle of unanaesthetized cats and rabbits / A. S. Milton, S. Wendlandt // J. Physiol. – 1971. – Vol. 218, N 2. – P. 325–336. https:// doi.org/10.1113/jphysiol.1971.sp009620Milton A. S., Wendlandt S. Effects on body temperature of prostaglandins of the A, E and F series on injection into the third ventricle of unanaesthetized cats and rabbits. Journal of Physiology, 1971, vol. 218, no. 2, pp. 325–336. https://doi.org/10.1113/jphysiol.1971.sp009620Cranston, W. Central mechanisms of fever / W. Cranston // Fed. Proc. – 1979. – Vol. 36, N 1. – P. 49–51.Cranston W. Central mechanisms of fever. Federation Proceedings, 1979, vol. 36, no. 1, pp. 49–51.Гурин, В. Н. Терморегуляция и биологически активные вещества крови / В. Н. Гурин, А. В. Гурин. – Минск : Бизнесофсет, 2004. – 216 с.Gurin V. N. Thermoregulation and biologically active blood substances. Minsk, Biznesofset Publ., 2004. 216 p. (in Russian).Getz, G. S. Arginine/arginase NO NO NO / G. S. Gets, C. A. Reardom // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. – 2006. – Vol. 26, N 2. – P. 237–240. https://doi.org/10.1161/01.ATV.0000202014.54609.9dGetz G. S., Reardom C. A. Arginine/arginase NO NO NO. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology, 2006, vol. 26, no. 2, pp. 237–239. https://doi.org/10.1161/01.ATV.0000202014.54609.9dWu, G. Arginine metabolism: nitric oxide and beyond / G. Wu, S. M. Jr. Morris // Biochem. J. – 1998. – Vol. 336, N 1. – P. 1–17. https://doi.org/10.1042/bj3360001Wu G., Morris S. M. Jr. Arginine metabolism: nitric oxide and beyond. Biochemical Journal, 1998, vol. 336, no. 1, pp. 1–17. https://doi.org/10.1042/bj3360001Дмитренко, Н. П. Аргинин: биологическое действие, влияние на синтез оксида азота / Н. П. Дмитренко, Т. О. Кишко, С. Г. Шандренко // Укр. хіміотерапевт. журн. – 2008. – № 1/2. – С. 137–141.Dmitrenko N. P., Kishko T. O., Shandrenko S. G. Arginine: biological effect, effect on the synthesis of nitric oxide. Ukrains’kii khіmіoterapevtichnii zhurnal [Ukrainian chemotherapeutic journal], 2008, no. 1/2, pp. 137–141 (in Russian).Scibior, D. Arginine – metabolism and functions in the human organism / D. Scibior, H. Czeczot // Postepy Hig. Med. Dosw. – 2004. – Vol. 58. – P. 321–332.Scibior D., Czeczot H. Arginine – metabolism and functions in the human organism. Postępy higieny i medycyny doświadczalnej = Advances in hygiene and experimental medicine, 2004, vol. 58, pp. 321–332.Gerstberger, R. Nitric oxide and body temperature control / R. Gerstberger // News Physiol. Sci. – 1999. – Vol. 14, N 1. – P. 30–36. https://doi.org/10.1152/physiologyonline.1999.14.1.30Gerstberger R. Nitric oxide and body temperature control. News in Physiological Sciences, 1999, vol. 14, no. 1, pp. 30–36. https://doi.org/10.1152/physiologyonline.1999.14.1.30Гурин, А. В. Функциональная роль оксида азота в центральной нервной системе / А. В. Гурин // Успехи физиол. наук. – 1997. – Т. 28, № 1. – С. 53–58.Gurin V. N. The functional role of nitric oxide in the central nervous system. Uspekhi fiziologicheskikh nauk = Advances in physiological sciences, 1997, vol. 28, no. 1, pp. 53–58 (in Russian).Dinarello, C. A. The proinflammatory cytokines interleukin-1 and tumor necrosis factor and treatment of the septic shock syndrome / C. A. Dinarello // J. Infect. Dis. – 1991. – Vol. 163, N 6. – P. 1177–1184. https://doi.org/10.1093/infdis/163.6.1177Dinarello C. A. The proinflammatory cytokines interleukin-1 and tumor necrosis factor and treatment of the septic shock syndrome. Journal of Infectious Diseases, 1991, vol. 163, no. 6, pp. 1177–1184. https://doi.org/10.1093/infdis/163.6.1177Hypothalamic nitric oxide synthase gene expression is regulation by thyroid hormohes / Y. Ueta [et al.] // Endocrinology. – 1995. – Vol. 136, N 10. – P. 4182–4187. https://doi.org/10.1210/en.136.10.4182Ueta Y., Levy A., Chowdrey H. S., Lightman S. L. Hypothalamic nitric oxide synthase gene expression is regulation by thyroid hormohes. Endocrinology, 1995, vol. 136, no. 10, pp. 4182–4187. https://doi.org/10.1210/en.136.10.4182A nitric oxide synthase activity in hyperthyroid and hypothyroid rats / A. Quesada [et al.] // Eur. J. Endocrinol. – 2002. – Vol. 147. – P. 117–122. https://doi.org/10.1530/eje.0.1470117Quesada A., Sainz J., Wangensteen R., Rodriguez-Gomez I., Vargas F., Osuna A. A nitric oxide synthase activity in hyperthyroid and hypothyroid rats. European Journal of Endocrinology, 2002, vol. 147, pp. 117–122. https://doi.org/10.1530/eje.0.1470117Influence of hyperthyroidism on the activity of liver nitric oxide synthase in the rat / V. Fernandez [et al.] // Nitric Oxide. – 1997. – Vol. 1, N 6. – P. 463–468. https://doi.org/10.1006/niox.1997.0149Fernández V., Cornejo P., Tapia G., Videla L. A. Influence of hyperthyroidism on the activity of liver nitric oxide synthase in the rat. Nitric Oxide, 1997, vol. 1, no. 6, pp. 463–468. https://doi.org/10.1006/niox.1997.0149О нормах кормления лабораторных животных и продуцентов : приказ М-ва здравоохранения СССР от 10 марта 1966 г., № 163 // Полн. собр. законодательства СССР [Электронный ресурс]. – Режим доступа : http://www.ussrdoc.com – Дата доступа : 01.05.2019.On the norms of feeding of laboratory animals and producers: order of the USSR Ministry of Health of March 10, 1966, no. 163. Complete collection of legislation of the USSR. Available at: http://www.ussrdoc.com (accessed 01.05.2019) (in Russian).Glowinsky, J. Regional studies of catecholamines in the rat brain. II. Rate of turnover catecholamines in varius brain regions // J. Glowinsky, L. L. Iversen // J. Neurochem. – 1966. – Vol. 13, N 8. – P. 661–669. https://doi.org/10.1111/j.1471-4159.1966.tb09874.xGlowinsky J., Iversen L. L. Regional studies of catecholamines in the rat brain. II. Rate of turnover catecholamines in varius brain regions. Journal Neurochemistry, 1966, vol. 13, no. 8, pp. 661–669. https://doi.org/10.1111/j.1471-4159.1966.tb09874.xLaverty, R. The fluorometric assay of catecholamines and related compounds / R. Laverty, K. Taylor // Anal. Biochem. – 1968. – Vol. 22, N 2. – P. 269–279. https://doi.org/10.1016/0003-2697(68)90316-3Laverty R., Taylor K. The fluorometric assay of catecholamines and related compounds. Analytical Biochemistry, 1968, vol. 22, no. 2, pp. 269–279. https://doi.org/10.1016/0003-2697(68)90316-3Дорошенко, Е. М. Методологические аспекты и трудности анализа свободных (физиологических) аминокислот и родственных соединений в биологических жидкостях и тканях / Е. М. Дорошенко // Аналитика РБ-2010 : сб. тез. докл. Респ. научный конф. по аналит. химии с междунар. участием, Минск, 14–15 мая 2010 г. / Белорус. гос. ун-т [и др.]. – Минск, 2010. – С. 126.Doroshenko E. M. Methodological aspects and difficulties in the analysis of free (physiological) amino acids and related compounds in biological fluids and tissues. Analitika RB-2010: sbornik tezisov dokladov Respublikanskoi nauchnoi konferentsii po analiticheskoi khimii s mezhdunarodnym uchastiem (Minsk, 14–15 maya 2010 goda) [RB Analytics-2010: a collection of abstracts of reports of the Republican scientific conference on analytical chemistry with international participation (Minsk, May 14–15, 2010)]. Minsk, 2010, p. 126 (in Russian).Sawyer, C. H. The rabbit diencephalon in stereotaxic coordinates / C. H. Sawyer, J. W. Everett, J. D. Green // J. Comp. Neurol. – 1954. – Vol. 101, N 3. – P. 801–824. https://doi.org/10.1002/cne.901010307Sawyer C. H., Everett J. W., Green J. D. The rabbit diencephalon in stereotaxic coordinates. Journal Comparative Neurology, 1954, vol. 101, no. 3, pp. 801–824. https://doi.org/10.1002/cne.901010307Висмонт, Ф. И. К механизму формирования нейромедиаторной дизрегуляции в центральных структурах регуляции температуры тела при бактериальной эндотоксинемии / Ф. И. Висмонт, А. Ф. Висмонт // Мед. журн. – 2011. – № 2. – С. 27–30.Vismont F. I., Vismont A. F. To the mechanism of formation of neurotransmitter disregulation in the central structures of body temperature regulation in bacterial endotoxinemia. Meditsinskii zhurnal [Medical journal], 2011, no. 2, pp. 27– 30 (in Russian).Висмонт, Ф. И. Эндотоксинемия и дизрегуляционная патология / Ф. И. Висмонт, А. Ф. Висмонт // Новости мед.-биол. наук. – 2008. – № 1–2. – С. 41–46.Vismont F. I., Vismont A. F. Endotoxinemia and dysregulation pathology. Novosti mediko-biologicheskikh nauk [News of biomedical sciences], 2008, no. 1–2, pp. 41–46 (in Russian).

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