Russian Journal of PhysiologyRussian Journal of PhysiologyРоссийский физиологический журнал им. И.М. Сеченова0869-81392658-655XThe Russian Academy of Sciences69669510.7868/S2658655X25090011EXPERIMENTAL ARTICLESЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИResearch ArticleEffect of ozone on the oxygen-transport function of blood and the content of gasotransmitters (nitric oxide and hydrogen sulfide) in ratsЭффект озона на кислородтранспортную функцию крови и содержание газотрансмиттеров (монооксид азота и сероводорода) у крысZinchukV. V.ЗинчукВ. В.zinchuk@grsmu.byMelenetsM. A.МеленецМ. А.GulyaiI. E.ГуляйИ. Э.Grodno State Medical UniversityГродненский государственный медицинский университет150920251119VOL 111, NO9 (2025)ТОМ 111, №9 (2025)1441145221112025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0869-8139/article/view/696695

Ozone therapy is a highly effective method of rehabilitation of the body in various pathologies, the effects of which can be associated with its influence on the mechanisms of oxygen transport in the blood. The aim of this work is to study the effect of ozone in various concentrations on the oxygen-transport function of the blood, the content of 2,3-diphosphoglycerate and adenosine triphosphate, the gasotransmitter system (nitrogen monoxide and hydrogen sulfide) in rats. The experiment was performed on white outbred male rats (n = 56), which were divided into 4 groups: the control group, which received 1.0 ml of 0.9% NaCl solution intraperitoneally for 10 days, and 3 experimental groups, which were administered 0.9% NaCl solution with an ozone concentration of 1, 10 and 100 μg/kg of animal weight, respectively, for 10 days. Blood oxygen-transport function indices, 2,3-diphosphoglycerate and adenosine triphosphate, nitrate/nitrite and hydrogen sulfide content were determined. Animals that received ozone at a concentration of 10 μg/kg showed an increase in PO2, SO2, P50real, 2,3-diphosphoglycerate, adenosine triphosphate and gas transmitters (nitrogen monoxide and hydrogen sulfide) compared to the control. No changes in blood oxygen-binding properties were observed when using ozone at minimum and maximum concentrations. The revealed effect of ozone (at a dose of 10 μg/kg) on rat blood oxygen-transport function, manifested in a decrease in hemoglobin affinity for oxygen, is realized through an increase in gas transmitters (nitrogen monoxide and hydrogen sulfide), promoting the growth of such modulators as 2,3-diphosphoglycerate and adenosine triphosphate.

Озонотерапия является высокоэффективным методом реабилитации организма при различных патологиях, эффекты которой могут быть связаны с ее влиянием на механизмы транспорта кислорода крови. Цель данной работы – исследование влияния озона в различных концентрациях на кислородтранспортную функцию крови, содержание 2,3-дифосфоглицерата и аденозинтрифосфата, систему газотрансмиттеров (монооксид азота и сероводорода) у крыс. Эксперимент выполнен на белых беспородных крысах-самцах (n = 56), которых разделили на 4 группы: контрольная, получавшая внутрибрюшинно 1.0 мл 0.9%-ного раствора NaCl в течение 10 суток, и 3 опытных, которым на протяжении 10 суток осуществлялось введение 0.9%-ного раствора NaCl с концентрацией озона 1, 10 и 100 мкг/кг массы животного соответственно. Определяли показатели кислородтранспортной функции крови, содержание 2,3-дифосфоглицерата и аденозинтрифосфата, нитрат/нитритов и сероводорода. У животных, которые получали озон в концентрации 10 мкг/кг, наблюдалось увеличение РО2, SO2, Р50реал, 2,3-дифосфоглицерата, аденозинтрифосфата и газотрансмиттеров (монооксид азота и сероводорода) в сравнении с контролем. При использовании озона в минимальных и максимальных концентрациях изменения показателей кислородсвязывающих свойств крови не отмечались. Выявленный эффект озона (в дозе 10 мкг/кг) на кислородтранспортную функцию крови крыс, проявляющийся в уменьшении сродства гемоглобина к кислороду, реализуется через увеличение монооксида азота и сероводорода, способствующих росту таких модуляторов, как 2,3-дифосфоглицерат и аденозинтрифосфат.

ozonebloodoxygengasotransmitternitrogen monoxidehydrogen sulfide2,3-diphosphoglycerateозонкровькислородгазотрансмиттермонооксид азотасероводород2,3-дифосфоглицераРабота выполнялась в рамках программы исследований, запланированных в учреждении образования “Гродненский государственный медицинский университет”.Халилова АС-А, Иванов СВ (2020) Озонотерапия – способ улучшения состояния организма на тканевом уровне. Применение в медицине и сочетании с санаторно-курортным лечением в Крыму (обзор литературы). Трансляц мед 7 (3): 38–44. [Khalilova AS-A, Ivanov S (2020) Ozone therapy – a way to improve the body's condition at the tissue level. Application in medicine and in combination with spa treatment in Crimea (literature review). Translat Med 7 (3): 38–44. (In Russ)]. https://doi.org/10.18705/2311-4495-2020-7-3-38-44Аширметов АХ, Мавлянов ИР, Мавлянов ЗИ (2021) О возможности применения озона в лечении COVID-19. Juvenis Scientia 7 (3): 5–10. [Ashyrmetov AKh, Mavlyanov IR, Mavlyanov ZI (2021) On the possibility of using ozone in the treatment of COVID-19. Juvenis Scientia 7 (3): 5–10. (In Russ)]. https://doi.org/10.32415/jscientia_2021_7_3_5-10Серов ВН (2022) Методы системного применения озона в медицинской практике. Биорадикалы и антиоксиданты 9(1-2): 41–76. [Serov VN (2022) Methods of systemic application of ozone in medical practice. Bioradicals and Antioxidants 9(1-2): 41–76. (In Russ)].Jian-Xiong An, Guo-Ping Wu, Kun Niu, You-Ping Wei, Hui Liu, Xin-You Gao, Jian-Ping Wu, Yong Wang, Harald Renz, John P. Williams (2022) Treatment of Femoral Head Osteonecrosis with Ozone Therapy: Pilot Trial of a New Therapeutic Approach. Pain Physician 25: 43–54.Зинчук ВВ, Билецкая ЕС (2020) Эффект озона на кислородтранспортную функцию крови при различных режимах воздействия в опытах in vitro. Биофизика 65(5): 915–919. [Zinchuk VV, Biletskaya ES (2020) The effect of ozone on the oxygen transport function of blood under various exposure conditions in vitro experiments. Biophysics 65(5): 915–919. (In Russ)]. https://doi.org/10.31857/S0006302920050099Burtis CA, Ashwood ER (1999) Tietz Textbook of Clinical Chemistry. Philadelphia. WB Saunders 37(11-12): 1136.Виноградова ИЛ, Багрянцева СЮ (1980) Метод одновременного определения 2,3-ДФГ и АТФ в эритроцитах. Лаб дело 7: 424–426. [Vinogradova IL, Bagryantseva SYu (1980) Method for simultaneous determination of 2,3-DPG and ATP in erythrocytes. Lab Delo 7: 424–426. (In Russ)].Satomi Kagota, Yu Yamaguchi, Kazuki Nakamura, Kazumasa Shinozuka, Masaru Kunitomo (2004) Chronic nitric oxide exposure alters the balance between endothelium-derived relaxing factors released from rat renal arteries: prevention by treatment with NOX-100, a NO scavenger. Life Sci 74(22): 2757–2767. https://doi.org/10.1016/j.lfs.2003.10.019Norris EJ, Culberson CR, Narasimhan S, Clemens MG (2011) The liver as central regulator of hydrogen sulfide. Shock 36(3): 242–250. https://doi.org/10.1097/SHK.0b013e3182252ee7Kuroda K, Yamashita M, Murahata Y, Azuma K, Osaki T, Tsuka T, Ito N, Imagawa T, Okamoto Y (2018) Use of ozonated water as a new therapeutic approach to solve current concerns around antitumor treatment. Exp Ther Med 16(3): 1597–1602. https://doi.org/10.3892/etm.2018.6415Viebahn-Haenslera R, Fernández O-L (2024) Ozone in medicine. The low-dose ozone concept. The redox-bioregulatoryeffect as prominent biochemical mechanism and the role of glutathione. Ozone: Sci & Engineer 46(3): 267–279. https://doi.org/10.1080/01919512.2023.2291756Зинчук ВВ, Глуткина НВ (2023) Сродство гемоглобина к кислороду при коронавирусной инфекции: новые грани известной проблемы. Рос физиол журн им ИМ Сеченова 109(12): 1780–1798. [Zinchuk VV, Glutkina NV (2023) Hemoglobin affinity for oxygen in coronavirus infection: new aspects of a well-known problem. Russ J Physiol 109(12): 1780–1798. (In Russ)]. https://doi.org/10.31857/S0869813923120178Перетягин СП (2012) Оценка эффекта различных доз озона на процессы липопероксидации и кислородообеспечение крови in vitro. Мед альманах 2(21): 101–104. [Peretyagin SP (2012) Evaluation of the effect of different doses of ozone on lipid peroxidation processes and blood oxygen supply in vitro. Med Almanach 2(21): 101–104. (In Russ)].Ерофеева ЕА, Гелашвили ДБ, Розенберг ГС (2023) Современная концепция гормезиса: обзор проблемы и значение для экологии. Успехи совр биол 143(6): 553–564. [Erofeeva EA, Gelashvili DB, Rosenberg GS (2023) The modern concept of hormesis: a review of the problem and its significance for ecology. Advances Modern Biol 143(6): 553–564. (In Russ)].Wang G, Huang Y, Zhang N, Liu W, Wang C, Zhu X, Ni X (2021) Hydrogen Sulfide Is a Regulatorof Hemoglobin Oxygen-Carrying Capacity via Controlling 2,3-BPG Production in Erythro-cytes. Oxid Med Cell Longev 2021: 1–16. https://doi.org/10.1155/2021/8877691Jensen FB (2004) Red blood cell pH, the Bohr effect and other oxygenationlinked phenomena in blood O2 and CO2 transport. Acta Physiol Scand 182(3): 215–227. https://doi.org/10.1111/j.1365-201X.2004.01361.xMattecci E, Cocci F, Pellegrini L, Gregori G, Navalesi R, Giampietro O (1992) Erythrocyte ATPase enzymes family in normal people. Eur J Clin Jnvest 22(4): 11–18.Sun K, Zhang Y, D'Alessandro A, Nemkov T, Song A, Wu H, Liu H, Adebiyi M, Huang A, Wen Y, Bogdanov MV, Vila A, O'Brien J, Kellems R, Dowhan W, Subudhi AW, Houten SJ-V, Julian CG, Lovering AT, Safo M, Hansen KC, Roach RC, Xia Y (2016) Sphingosine-1-phosphate promotes erythrocyte glycolysis and oxygen release for adaptation to high-altitude hypoxia. Nat Communicat 2016: 1–13. https://doi.org/10.1038/ncomms12086 www.nature.com/naturecommunicationsZhou X, Su W, Bao Q, Cui Y, Li X, Yang Y, Yang Ch, Wang Ch, Jiao L, Chen D, Huang J (2024) Nitric oxide ameliorates the effects of hypoxia in mice by regulating oxygen transport by hemoglobin. High Alt Med Biol 25(3): 174–185. https://doi.org/10.1089/ham.2023.0044Simone G, Masi A, Sbardella D, Ascenzi P, Coletta M (2024) Nitric oxide binding geometry in heme-proteins: relevance for signal transduction. Antioxidants 136: 1–21. https://doi.org/10.3390/antiox13060666Zagrean-Tuza C, Igescu I, Lupan A, Silaghi-Dumitrescu R (2024) A study of the molecular interactions of hemoglobin with diverse classes of the rapeutic agents. Inorgan Chim Acta 567: 1–16. https://doi.org/10.1016/j.ica.2024.122053Kelm V, Rath J (2001) Endothelial dysfunction in human coronary circulation: relevance of the L-arginine-NO pathway. Basic Res Cardiol 96: 107–127.Chen H, Xing B, Liu X, Zhan B, Zhou J, Zhu H, Chen Z (2008) Ozone oxidative preconditioning protects the rat kidney from reperfusion injury: the role of nitric oxide. J Surg Res 149: 287–295. https://doi.org/10.1016/j.jss.2007.12.756Colakerol A, Temiz MZ, Tavukcu HH, Aykan S, Ozsoy S, Sahan A, Kandirali E, Semercioz A (2019) Effects of ozone treatment on penile erection capacity and nitric oxide synthase levels in diabetic rats. Int J Impot Res 33(5): 1–8. https://doi.org/10.1038/s41443-020-0301-1Borges FS, Meyer PF, Jahara RS, Carreiro EM, Antonuzzo PE, Picariello F, Palma C (2021) Fundamentals of the use of ozone therapy in the treatment of aesthetic disorders: a review. J Biosci Med 9(12): 40–70.Sun C-W, Yang J, Kleschyov AL, Zhuge Zh, Carlström M, Pernow J, Wajih N, Isbell TS, Oh J-Y, Cabrales P, Tsai AG, Townes T, Kim-Shapiro DB, Patel RP, Lundberg JO (2019) Hemoglobin beta93 cysteine is not required for export of nitric oxide bioactivity from the red blood cell. Circulation 139(23): 2654–2663. https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.118.03928Stomberski CT, Hess DT, Stamler JS (2019) Protein S-Nitrosylation: determinants of specificity and enzymatic regulation of S-nitrosothiol-based signaling. Antioxid Redox Signal 30(10): 1331–1351. https://doi.org/10.1089/ars.2017.7403Zhu XY, Liu SJ, Liu YJ, Wang S, Ni X (2010) Glucocorticoids suppress cystathionine gamma-lyase expression and H2S production in lipopolysaccharide-treated macrophages. Cell Mol Life Sci 67: 1119–1132. https://doi.org/10.1007/s00018-009-0250-9Зинчук ВВ (2021) Кислородтранспортная функция крови и газотрансмиттер сероводород. Успехи физиол наук 52(3): 41–55. [Zinchuk VV (2021) Oxygen transport function of blood and gas transmitter hydrogen sulfide. Advanc Physiol Sci 52(3): 41–55. (In Russ)]. https://doi.org/10.31857/S0301179821030085Гусакова СВ, Смаглий ЛВ, Бирулина ЮГ, Ковалев ИВ, Носарев АВ, Петрова ИВ, Реутов ВП (2017) Молекулярные механизмы действия газотрансмиттеров NO, CO и H2S в гладкомышечных клетках и влияние NO-генерирующих соединений (нитратов и нитритов) на среднюю продолжительность жизни. Успехи физиол наук 48(1): 24–52. [Gusakova SV, Smaglii LV, Birulina YuG, Kovalev IV, Nosarev AV, Petrova IV, Reutov VP (2017) Molecular mechanisms of action of NO, CO, and H2S gas transmitters in smooth muscle cells and the effect of NO-generating compounds (nitrates and nitrites) on average life expectancy. Advanc Physiol Sci 48(1): 24–52. (In Russ)].Nagpure BV, Bian J-S (2016) Interaction of Hydrogen Sulfide with Nitric Oxide in the Cardiovascular System. Oxidat Med Cell Longev 2016: 1–16. https://doi.org/10.1155/2016/6904327Yong Q-C, Hu L-F, Wang S (2010) Hydrogen sulfide interacts with nitric oxide in the heart: possible involvement of nitroxyl. Cardiovasc Res 88(3): 482–491. https://doi.org/10.1093/cvr/cvq248Liu Y-H, Lu M, Hu L-F (2012) Hydrogen sulfide in the mammalian cardiovascular system. Antioxidant Redox Signal 17(1): 141–185. https://doi.org/10.1089/ars.2011.4005Zhu Zh, Chambers S, Zeng Y, Bhatia M (2022) Gases in sepsis: novel mediators and therapeutic targets. Int J Mol Sci 23: 1–19. https://doi.org/10.3390/ijms23073669