Download article 

CHANGE OF THE VENTILATORY RESPONSE ON THE HYPOXIA INCREASE OF THE LEVEL INTERLEUKIN-1Β IN BLOOD AND CEREBROSPINAL FLUID

G.A. Danilova, N.P. Aleksandrova

Pavlov Institute of Physiology RAS, St.-Petersburg

In experiments on anesthetized, traheostomized rats the effects of the main pro-inflammatory cytokine interleukin-1β (IL-1β) on the hypoxiс ventilatory responses was studied in intracerebroventricular and systemic injection.

It was established that the elevation of IL-1β level in the body causes a decrease in ventilatory sensitivity to hypoxic changes in blood gas composition: it was shown a decrease in slopes of tidal volume, minute ventilation and average rate of inspiratory flow reflecting the level of the central inspiratory activity. Also it was established that intravenous administration of IL-1β a lesser weakens the hypoxic response than the intaventricular injections. The data obtained suggest that an exogenous increase in proinflammatory cytokines in blood and cerebrospinal fluid modulates chemoreceptor reflexes.

Keywords: central and peripheral chemoreception, cytokines, external respiration, hypoxia.

References

1. Aleksandrova, N.P. Effect of intracerebroventricular injection of interleukin-1-beta on the ventilatory response to hyperoxic hypercapnia / N.P. Aleksandrova, G.A. Danilova // Eur. J. Med. Res. – 2010. – Vol. 15, Sup. II. – P. 3–6.

2. Antioxidants increase the ventilatory response to hyperocxic hypercapnia / S. Zakynthinos et al. // Am. J. Respir. Crit. Care Med., 2007; 175: 62–8.

3. Chronic hypoxia upregulates the expression and function of proinflammatory cytokines in the rat carotid body / S.Y. Lam et al. // Histochem. Cell. Biol. – 2008, 130 (3): 549–59.

4. Gordon, F.J. Effect of nucleus tractus solitarius lesions on fever produced by interleukin-1beta / F.J. Gordon // Auton. Neurosci. – 2000. – Vol. 85. – P. 102.

5. Local and systemic inflammation in patients with chronic obstructive pulmonary disease: soluble tumor necrosis factor receptors are increased in sputum / J.H. Vernooy et al. // Am. J. Respir. Crit. Care Med. − 2002; 166: 1218.

6. Neural and humoral pathways of communication from the immune system to the brain: parallel or convergent? / R. Dantzer et al. // Auton. Neurosci. – 2000. – Vol. 85. – P. 60.

7. Paxinos, G. The rat brain in stereotaxic coordinates / G. Paxinos, C. Watson. – London : Academic Press, 1982.

8. Sleep apnoea and daytime sleepiness and fatigue: relation to visceral obesity, insulin resistance and hypercytokinemia / A.N. Vgontzas et al. // J. Clin. Endocrinol. Metab. − 2000; 85: 1151–8.

9. Vassilakopoulos, T. The immune response to resistive breathing / T. Vassilakopoulos, C. Roussos, S. Zakynthinos // Eur. Respir. J. – 2004; 1033–43. Review.

10. Ventilatory dysfunction in mdx mice: impact of tumour necrosis factor-alpha delection / L.E. Gosselin et al. // Muscle Nerve. – 2003. – Vol. 28. – P. 336

Скачать статью

УДК 612.217+612.285.1

ИЗМЕНЕНИЕ ВЕНТИЛЯТОРНОГО ОТВЕТА НА ГИПОКСИЮ ПРИ ПОВЫШЕНИИ УРОВНЯ ИНТЕРЛЕЙКИНА-1B В КРОВИ И ЦЕРЕБРОСПИНАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ

Г.А. Данилова, Н.П. Александрова

Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН, Санкт-Петербург

В экспериментах на наркотизированных, трахеостомированных крысах исследовано влияние основного провоспалительного цитокина интерлeйкина-1β (ИЛ-1β) на вентиляторный ответ на гипоксию. Установлено, что повышение содержания ИЛ-1β как в крови, так и в цереброспинальной жидкости вызывает снижение вентиляторной чувствительности к гипоксическим изменениям в газовом составе крови: в ответ на гипоксическую стимуляцию наблюдается снижение прироста минутного объема дыхания, дыхательного объема и средней скорости инспираторного потока, отражающей уровень центральной инспираторной активности. Установлено, что внутривенное введение ИЛ-1β в меньшей степени ослабляет вентиляторную реакцию на гипоксию, чем его интравентрикулярное введение. Полученные данные позволяют сделать вывод о том, что экзогенное повышение уровня провоспалительных цитокинов как в крови, так и в цереброспинальной жидкости моделирует хеморецепторные рефлексы.

Ключевые слова: центральная, периферическая хеморецепция, цитокины, внешнее дыхание, гипоксия.

Литература

1. Aleksandrova, N.P. Effect of intracerebroventricular injection of interleukin-1-beta on the ventilatory response to hyperoxic hypercapnia / N.P. Aleksandrova, G.A. Danilova // Eur. J. Med. Res. – 2010. – Vol. 15, Sup. II. – P. 3–6.

2. Antioxidants increase the ventilatory response to hyperocxic hypercapnia / S. Zakynthinos et al. // Am. J. Respir. Crit. Care Med., 2007; 175: 62–8.

3. Chronic hypoxia upregulates the expression and function of proinflammatory cytokines in the rat carotid body / S.Y. Lam et al. // Histochem. Cell. Biol. – 2008, 130 (3): 549–59.

4. Gordon, F.J. Effect of nucleus tractus solitarius lesions on fever produced by interleukin-1beta / F.J. Gordon // Auton. Neurosci. – 2000. – Vol. 85. – P. 102.

5. Local and systemic inflammation in patients with chronic obstructive pulmonary disease: soluble tumor necrosis factor receptors are increased in sputum / J.H. Vernooy et al. // Am. J. Respir. Crit. Care Med. − 2002; 166: 1218.

6. Neural and humoral pathways of communication from the immune system to the brain: parallel or convergent? / R. Dantzer et al. // Auton. Neurosci. – 2000. – Vol. 85. – P. 60.

7. Paxinos, G. The rat brain in stereotaxic coordinates / G. Paxinos, C. Watson. – London : Academic Press, 1982.

8. Sleep apnoea and daytime sleepiness and fatigue: relation to visceral obesity, insulin resistance and hypercytokinemia / A.N. Vgontzas et al. // J. Clin. Endocrinol. Metab. − 2000; 85: 1151–8.

9. Vassilakopoulos, T. The immune response to resistive breathing / T. Vassilakopoulos, C. Roussos, S. Zakynthinos // Eur. Respir. J. – 2004; 1033–43. Review.

10. Ventilatory dysfunction in mdx mice: impact of tumour necrosis factor-alpha delection / L.E. Gosselin et al. // Muscle Nerve. – 2003. – Vol. 28. – P. 336