KAZUO AZUMA

1 Facultatea de Agricultură, Universitatea Tottori, Tottori 680-8553, Japonia

TAKURO MORI

1 Facultatea de Agricultură, Universitatea Tottori, Tottori 680-8553, Japonia

KINYA KAWAMOTO

1 Facultatea de Agricultură, Universitatea Tottori, Tottori 680-8553, Japonia

KOHEI KURODA

1 Facultatea de Agricultură, Universitatea Tottori, Tottori 680-8553, Japonia

TAKESHI TSUKA

1 Facultatea de Agricultură, Universitatea Tottori, Tottori 680-8553, Japonia

TOMOHIRO IMAGAWA

1 Facultatea de Agricultură, Universitatea Tottori, Tottori 680-8553, Japonia

TOMOHIRO OSAKI

1 Facultatea de Agricultură, Universitatea Tottori, Tottori 680-8553, Japonia

FUMIO ITOH

2 Sakuragawa Pump Co., Ltd., Osaka 567-0005, Japonia

SABURO MINAMI

1 Facultatea de Agricultură, Universitatea Tottori, Tottori 680-8553, Japonia

YOSHIHARU OKAMOTO

1 Facultatea de Agricultură, Universitatea Tottori, Tottori 680-8553, Japonia

Abstract

Studiile anterioare au sugerat că apa ozonată este sigură și are efecte antibacteriene pentru tratamentul șobolanilor experimentali cu peritonită. În acest studiu, am evaluat efectele antiinflamatorii ale apei ozonate care a fost injectată intraperitoneal într-un model experimental de șoarece inflamator. Concentrațiile de ozon dizolvat au scăzut constant și liniar, în timp ce timpul de înjumătățire al ozonului dizolvat a fost de 36,8 ± 2,7 min (27 ° C). Apa ozonată de 10 ppm a fost injectată intraperitoneal la șoareci cu inflamație acută indusă de lipopolizaharidă (LPS). Rezultatele au arătat că injecția intraperitoneală de apă ozonată a scăzut nivelul factorului de necroză tumorală-α (TNF-α) și a crescut activitatea superoxidului dismutazei (SOD). Rezultatele sugerează că apa ozonată are proprietăți antiinflamatorii și este o opțiune terapeutică potențială pentru inflamația acută.

Introducere

Ozonul (O3) este o moleculă triatomică care conține trei atomi de oxigen și are o greutate moleculară de 47,98 g/mol. O3 este o moleculă instabilă termodinamic care, în funcție de condițiile sistemului, cum ar fi temperatura și presiunea, are un timp de înjumătățire scurt și se descompune în oxigen molecular (O2) (1). Gazul O3 este utilizat în medicină pentru terapia cu ozon, care implică administrarea unui amestec de gaze O3/O2 (2). Acest amestec de O3/O2 prezintă diferite efecte asupra sistemului imunitar, cum ar fi modularea activității fagocitare a macrofagelor peritoneale și alveolare (3,4). O3 crește activitatea enzimelor antioxidante, inclusiv glutation peroxidază, superoxid dismutază (SOD) și catalază, pregătind astfel gazda pentru a face față condițiilor fiziopatologice mediate de speciile reactive de oxigen (ROS) (4,5).

Rezultatele studiilor anterioare au arătat că inhalarea prelungită a gazului O3 dăunează sistemului respirator (6-12) și organelor extrapulmonare (13,14). O serie de meta-analize și evaluare a riscului geografic și sezonier legat de gazul O3 a furnizat dovezi pentru asocierea dintre gazul O3 și mortalitate (15-19). Deoarece inhalarea O3 este însoțită de efecte secundare periculoase și din moment ce O3 este un gaz, beneficiile sale sunt limitate. Pentru a crește eficacitatea și siguranța tratamentului cu ozon, ozonul poate fi dizolvat în apă. Acest lucru este avantajos, deoarece apa ozonată este mai ușor de administrat și mai sigură decât gazul de ozon. Cu toate acestea, dispozitivele de producere a apei ozonate, care pot regla exact concentrația de ozon gaz dizolvat, nu sunt rentabile. Prin urmare, apa ozonată nu este utilizată pe scară largă.

S-a demonstrat că apa ozonată are efecte antibacteriene (20,21). Ozmen și colab. (22) au raportat că soluția salină ozonată a fost eficientă ca irigație pentru tratarea șobolanilor experimentali cu peritonită. Din câte știm, efectele secundare ale apei ozonate nu au fost încă raportate. În acest studiu, am dezvoltat un nou dispozitiv pentru a produce apă ozonată, care este mai rentabil decât dispozitivele utilizate anterior. De asemenea, am evaluat efectele sale antiinflamatoare asupra unui model experimental de șoarece cu inflamație acută.

Materiale și metode

Dispozitiv ozonizat pentru producerea apei

Dispozitivul de producere a apei ozonate a fost furnizat de Sakuragawa Pump Co., Ltd. (Osaka, Japonia). Acest dispozitiv poate produce apă ozonată din O2 și apă de la robinet și poate seta concentrația de O3 dizolvat. Apa de la robinet utilizată în acest studiu conținea sodiu (6,5 mg/l), clorură (6,4 mg/l), calciu și magneziu (25,4 mg/l). Bacteriile nu au fost detectate în apa de la robinet. PH-ul apei de la robinet a fost de 7,1. Apa ozonată a fost utilizată în decurs de 10 minute după producție.

Animale

Șoarecii BALB/c (femele, în vârstă de 7 săptămâni) au fost cumpărați de la CLEA Japonia (Osaka, Japonia). Animalele au fost menținute în condiții convenționale și utilizate pentru experiment după 7 zile de aclimatizare. Utilizarea acestor șoareci și procedurile au fost aprobate de Comitetul de Cercetare a Animalelor de la Universitatea Tottori.

Evaluarea efectului protector al apei ozonate asupra inflamației acute induse de lipopolizaharidă (LPS)

Șoarecii au fost randomizați în 3 grupuri: netratament (NT) (n = 3), martor (n = 3) și grup ozonat tratat cu apă (n = 3). Șoarecii de grup și cei tratați cu apă ozonată au fost injectați cu 1 ml de soluție salină sau apă ozonată (10 ppm) intraperitoneal la fiecare 24 de ore timp de 5 zile. LPS (Wako Co., Ltd., Osaka, Japonia) a fost dizolvat în soluție salină (0,2 mg/ml). La douăzeci și patru de ore de la ultima injecție cu soluție salină sau apă ozonată, tuturor celor nouă șoareci li s-a injectat 1 mg/kg LPS intraperitoneal. După 1 oră, șoarecii au fost sacrificați și s-au recoltat probe de sânge. Serul din sânge a fost separat prin centrifugare la 500 × g timp de 10 minute la 4 ° C și serurile au fost depozitate la -80 ° C pentru analiza ulterioară.

Factorul de necroză tumorală-α (TNF-α) a fost cuantificat printr-un test imunosorbent legat de enzimă sandwich (ELISA) folosind un kit comercial ELISA TNF-α de șoarece (Quantikine®; R&D Systems, Inc., Minneapolis, MN, SUA). Activitatea SOD a fost evaluată folosind testul colorantului nitroblue tetrazolium (Wako Co., Ltd.). Cele două măsurători au fost efectuate conform instrucțiunilor producătorului.

analize statistice

Datele au fost exprimate ca medie ± eroare standard. Analiza statistică a fost efectuată folosind analiza unică a varianței urmată de testul Tukey-Kramer. P Fig. 1. Concentrațiile de ozon dizolvat au scăzut constant și liniar. Am constatat, de asemenea, că timpul de înjumătățire al ozonului dizolvat a fost de 36,8 ± 2,7 min (27 ° C, n = 4).

ozonate

Timpul de înjumătățire al ozonului dizolvat în apa ozonată. Y indică aproximația; R 2, coeficient de determinare.

Efectul protector al apei ozonate asupra inflamației acute induse de LPS

Nivelurile de TNF-α sunt prezentate în Fig. 2. În grupul tratat cu apă ozonată, nivelul de TNF-α (935 ± 87 pg/ml) în ser a fost semnificativ mai scăzut decât nivelurile din NT (935 ± 87 pg/ml) și pg/ml tratat cu soluție salină) grupuri (P ** P * P Fig. 3. În grupul tratat cu apă ozonată, activitatea SOD (38 ± 2%) a fost semnificativ mai mare decât cea din NT (26 ± 1%) și tratată cu soluție salină (28 ± 1 %) grupuri (P * P Burns DT. Probleme timpurii în analiza și determinarea ozonului. Fresenius J Anal Chem. 1997; 357: 178–183. [Google Scholar]