Evaluate the role of mercury chloride in the development of toxic pulmonary edema in laboratory animals during intoxication with substances of acylating action

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Relevance. Intoxication of acylate pulmonotoxicants causes disturbance of structure and function of air-blood barrier, the output of liquid in the interstitial and alveolar space and manifestation of lung edema. Aquaporins play an important role in the transportation of fluid through the alveolar-capillary membrane, including pathological conditions. Water permeability through aquaporins is blocked by mercury ions. Using mercury chloride may reduce severity of the acute lung edema after intoxication of the pulmonotoxicants.

Intention. The goal is to evaluate the role of mercury dichloride in the development of toxic pulmonary edema in laboratory animals during intoxication with pulmonotoxicants with an acylating effect.

Methodology. Laboratory animals (rats and rabbits) were exposed to inhalation intoxication of carbonic acid dichloride and perfluoroisobutylene at concentrations of 1,5LC50. In 30 minutes after exposure were administrated of 0,3LD50 mercury chloride to the animals subcutaneously. The oxygenation index, acid-base state, pulmonary coefficient, histological changes in lung was investigated in 6 hours after exposure.

Results. It was found that intoxication with carbonic acid dichloride and perfluoroisobutylene at concentrations of 1,5LC50 led to the development of toxic pulmonary edema in rats and rabbits 6 hours following exposure. The administration mercury chloride to 30 minutes following exposure to the pulmonotoxicants under study, led to a decrease (p < 0.05) in the pulmonary coefficient, an increase (p < 0.05) in the oxygenation index and normalization of the acid-base state according to compared with animals receiving 0.9 % NaCl following intoxication. When conducting a histological examination, in animals treated with mercury chloride less pronounced changes in the histoarchitectonics of the lung tissue were noted.

Conclusion. Considering the fact that the administration of mercury chloride to animals led to a decrease in the manifestations of pulmonary edema in animals, it was suggested that aquaporins play an important role in the pathogenesis of toxic pulmonary edema caused by intoxication with pulmonotoxicants with an acylating effect. The use of selective blockers of aquaporins (less toxic than mercury chloride) may be a new direction in the pathogenetic therapy of toxic pulmonary edema due to exposure to pulmonotoxicants.

About the authors

Pavel G. Tolkach

Military Medical Academy named after S.M. Kirov, the Ministry of Defense of the Russian Federation

Author for correspondence.
Email: pgtolkach@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-5013-2923

PhD Med. Sci., lecturer of the Department of Military Toxicology and Medical Protection

Russian Federation, Saint Petersburg

Vadim A. Basharin

Military Medical Academy named after S.M. Kirov, the Ministry of Defense of the Russian Federation

Email: pusher6@yandex.ru

Dr. Med. Sci., Prof., Head of Department of Military Toxicology and Medical Protection

Russian Federation, Saint Petersburg

Sergey V. Chepur

State Scientific Research Testing Institute of Military Medicine of the Ministry of Defense of the Russian Federation

Email: pusher6@yandex.ru

Dr. Med. Sci., Prof., Head

Russian Federation, Saint Petersburg

Darya T. Sizova

Military unit 33952, the Ministry of Defense of the Russian Federation

Email: pusher6@yandex.ru

doctor

Russian Federation, Khankala

Nicolay G. Vengerovich

State Scientific Research Testing Institute of Military Medicine of the Ministry of Defense of the Russian Federation

Email: pusher6@yandex.ru

Dr. Med. Sci., the Deputy Head of Department

Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. Holmes WW, Keyser BM, Paradiso DC, et al. Conceptual approaches for treatment of phosgene inhalation-induced lung injury. Toxicol Lett. 2016;244:8–20. https://doi.org/ 10.1016/j.toxlet.2015.10.010.
  2. Zhang YL, Fan L, Xi R, et al. Lethal concentration of perfluoroisobutylene induced acute lung injury in mice mediated via cytokins storm, oxidative stress and apoptosis. Inhal Toxicol. 2017;29(6):255–265. https://doi.org/10.1080/08958378.2017.1357772.
  3. Sciuto AM, Hurt HH. Therapeutic treatments of phosgene-induced lung injury. Inhal Toxicol. 2004;(16):565–580. https://doi.org/10.1080/08958370490442584.
  4. Zhao J, Shao Z, Zhang X, et al. Suppression of perfluoroisobuthylene induced acute lung injury by pretreatment with pyrrolidine dithiocarbamate. J Occup Health. 2007;(49):95–103. https://doi.org/10.1539/joh.49.95.
  5. Zea B, Verkman AS. Lung edema clearance: 20 years of progress invited review: Role of aquaporin water channels in fluid transport in lung and airways. J Appl Physiol. 2002;93(6):2199–2206. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.01171.2001.
  6. Jung J, Preston G, Smith B, et al. Molecular structure of the water channel through aquaporin CHIP. The hourglass model. J Biol Chem. 1994;269(20):14648–14654.
  7. King LS, Agre P. Pathophysiology of the aquaporin water channels. Amn Rev Phpiol. 1996;58:619–648. https://doi.org/10.1146/annurev.ph.58.030196.003155.
  8. Hirano Y, Okimoto N, Kadohira I, et al. Molecular mechanisms of how mercury inhibits water permeation through aquaporin-1: Understanding by molecular dynamics simulation. Biophys J. 2010;98(8):1512–1519. https://doi.org/ 10.1016/j.bpj.2009.12.4310.
  9. Гриппи М.А. Патофизиология легких. – 2-е изд. – М.: Бином, 2005. – 304 с. [Grippi MA. Pulmonary pathophysiology. 2nd ed. Moscow: Binom; 2005. 304 p. (In Russ.)]

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Dynamics of pulmonary coefficient in laboratory animals 6 hours following PFIB and COCl2 intoxication. * the differences are significant compared with the control group, p < 0.05; # the differences are significant compared with the group of intoxication, p < 0.05

Download (99KB)
3. Fig. 2. Micropreparations of light rabbits 6 hours following intoxication: а — PFIB; b — COCl2; c — PFIB + HgCl2; d — COCl2 + HgCl2. Hematoxylin and eosin stanning, ×200

Download (795KB)

Copyright (c) 2021 Tolkach P.G., Basharin V.A., Chepur S.V., Sizova D.T., Vengerovich N.G.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».