Автореферат: Биохимические механизмы дезинтеграции эритроцитов человека в различных условиях функционирования

Содержание первичных продуктов ПОЛ в меньшей степени зависит от добавления желточных липопротеидов. Это может объясняться возможностью обменных процессов между фосфолипидами мембран и фосфолипидами внешних липопротеидов. Однако, повреждения клеток во 2-й модели развиваются быстрее, о чем свидетельствует значительное увеличение количества гемолизированных клеток под действием изомолярного раствора мочевины, снижение осмотической резистентности эритроцитов.

эритроцит лактоацидоз биохимический коррекция

Таблица 10

Показатели состояния эритроцитов в условиях окислительного стресса (чистые эритроциты), n=22

Примечание *P<0,01 по отношению к контрольной пробе; **P<0,01 по отношению к модели 1.

Окисление липидов приводит к резкому нарушению физико-химической структуры мембраны, усилению миграции трансмембранных белков за счет появления гидрофильных включений в гидрофобном слое ( Микаелян Э.М. и др.,1984; Андреюк Г.М., Кисель М.А., 1989). Появление в бислое фосфолипидов гидроксилов и полярных продуктов ПОЛ может приводить к образованию водных пор, резко нарушающих стабильность мембраны и увеличивающих вероятность ее разрыва.

Метаболические изменения характеризуются, вероятно, сначала усилением гликолитических процессов, так как удается обнаружить увеличение производства 2,3 ДФГ и молочной кислоты в эритроцитах. Снижение сродства гемоглобина к кислороду на фоне уменьшения производства АТФ усиливает генерацию АФК. Дезинтеграция мембран увеличивает вход Са²⁺ и сопровождается нарастанием денатурационных процессов. Снижается активная концентрация ряда ферментов: глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (Г-6-ФДГ), ЛДГ, каталазы. В то же время обнаруживается более высокая активность СОД и НАДН-цитохром-b₅-

редуктазы (НАДН-ФЦР), что может быть обусловлено переходом части латентных форм в активные.

Дальнейшее усиление генерации АФК способствует превращению части гемоглобина, углубленного в мембрану, в кластеры гемихрома. Гемихром обладает высоким сродством к цитоплазматическому домену белка п.3 (Петренко Ю.М., Владимиров Ю.А., 1987), что изменяет белок-белковые и белок-липидные взаимодействия, ускоряет сферизацию и элиминацию клеток.

Наличие протекторного действия N-2(оксиэтил)-амида цис-9-октадеценовой кислоты (ОЭА) в условиях лактоацидоза делает возможным благоприятное влияние данного соединения при окислительном стрессе. Однако, известно, что жирные кислоты и некоторые их производные, являясь субстратами окисления, стимулируют ПОЛ (Андреюк Г.М., Кисель М.А., 1997). Этими же учеными получены данные о том, что этаноламидные производные жирных кислот теряют способность к поддержанию цепного характера реакций ПОЛ и, служа ловушками свободных радикалов, обрывают цепи окисления ( Андреюк Г.М., Кисель М.А., 1999). Исходя из противоречивости данных, а также опираясь на сходство механизмов развития ПОЛ в условиях гипоксии и гипероксии, мы изучили влияние ОЭА на процессы дезинтеграции эритроцитов в условиях действия инициаторов окисления.

Для воспроизводства окислительного стресса использовали модель 2 (Клебанов Г.И. др.,1987), которая позволяет имитировать ускорение производства АФК и гидроперекисей липидов в плазме крови человека при таких патологических состояниях как тяжелые формы ИБС, атеросклероз.

Действие ОЭА на фоне окислительного стресса показало его замедляющее влияние на развитие дезинтеграционных процессов в эритроцитах. В пробах, содержащих ОЭА, мы наблюдали меньший процент метгемоглобинобразования, уменьшение фракции мембраносвязанного гемоглобина, улучшение АОА эритроцитов, снижение скорости химического окисления гемоглобина (табл.11). Эритроцитарные популяции характеризуются пониженным фоном активностей НАДН-цитохром-b₅-редуктазы и СОД, при увеличении активных концентраций каталазы, Г-6-ФДГ, ЛДГ , увеличением скорости поглощения глюкозы (табл.11).

Причиной данного явления с одной стороны могут стать регуляторные свойства ОЭА (Безуглов В.В. и др.,1998). Его внедрение в липидную фазу и эффективное взаимодействие с интегральными белками оптимизирует работу ионных каналов и может способствовать более продолжительному сохранению гомеостаза клетки. С другой стороны, ОЭА может тормозить распространение ПОЛ в мембране, становясь субстратом окисления, не поддерживающим цепной характер процесса.

Об уменьшении интенсивности ПОЛ свительствует не только снижение скорости аутоокисления гемоглобина, но и конечного продукта ПОЛ - МДА. Оптимизация ионных каналов (Epps D.E. et al., 1983), отсутствие прооксидантного действия, улучшение белок-липидных взаимодействий приводит к эффективной защите мембраны эритроцитов от инициаторов окисления. В популяции повышается процент осмотически резистентных клеток, снижается степень гемолиза под действием мочевины, растет способность клеток к деформации ( табл.11).

Полученные данные позволяют предполагать наличие регуляторных свойств у ОЭА. Возможными точками приложения могут являться в силу липофильности и более низкой окисляемости (по сравнению с другими жирнокислотными производными), оптимизация работы ионных каналов, угнетение липоксигеназного окисления ненасыщенных жирных кислот, повышение эффективности белок-липидных взаимодействий, снижение интенсивности ПОЛ.

Таблица 11.

Действие олеоилэтаноламина в условиях окислительного стресса на показатели состояния эритроцитарных клеток

Примечание *P<0,01 по отношению к контролю; **P<0,01 по отношению к пробе с инициаторами окисления.

В условиях окислительного стресса нами были также изучены спектры коротких пептидов из ТХУ-экстрактов эритроцитов (табл.12). Прежде всего оказалось, что удаление плазменных факторов и инкубация эритроцитов в растворе Рингера-Локка в течение 20 минут приводит к обнаружению всех идентифицированных нами ранее пептидных соединений. Это может быть объяснено тем, что популяция повреждается после удаления стабилизирующих клетки плазменных факторов и процент клеток, генерирующих короткие пептиды возрастает. Добавление инициаторов окисления в инкубационную среду сопровождается либо исчезновением пиков некоторых пептидов, либо уменьшением площади пика (табл.12). Причем при действии в качестве инициаторов окисления Fe²⁺+ЖЛП, площадь пика является самой низкой.

По нашему мнению, это обусловлено увеличением скорости выхода пептидов из клеток в окружающую среду за счет увеличения дефектов мембран в условиях развития перекисного повреждения фосфолипидного слоя.

Таблица 12.

Времена удерживания (t_R) и площади хроматографических пиков пептидов, идентифицированных при изучении экстрактов эритроцитов, инкубированных с инициаторами окисления

Особенно опасным избыток Fe²⁺ и восстановленных эквивалентов, накопившихся в условиях гипоксии, становится при реоксигенации

(Скулачев В.П.. 1999). Для изучения влияния условий реоксигенации на процессы дезинтеграции эритроцитов мы исследовали кровь больных ИБС, ССН III функционального класса после проведения операции аортокоронарного шунтирования. После операции АКШ на фоне традиционной антиангинальной терапии в первые сутки у больных наблюдается небольшое изменение популяции клеток соотношение ОК/ДОК Нв приближается к таковому у доноров, но процент метгемоглобина продолжает расти. Ускорение аутоокисления гемоглобина может быть прямым следствием реоксигенации. О стимуляции ПОЛ в мембранах клеток свидетельствует рост НАДН-цитохром-b₅-редуктазной активности гемолизатов (табл.13).. Продолжающееся ухудшение популяции клеток в первые сутки после операции обусловлено и отсутствием улучшения плазменных показателей. В плазме крови остается высоким содержание молочной кислоты и низкой АОА (табл.13).

В последующие дни после операции популяция постепенно улучшается, однако скорость аутоокисления гемоглобина остается высокой и до 7-х суток достоверно превышает дооперационный уровень, а АОА плазмы даже на 14-й день остается низкой (как и до операции). Все это свидетельствует о значительном повреждающем эффекте реоксигенации и необходимости введения в терапию препарата, который способствовал

Таблица 13.

Показатели состояния эритроцитарных популяций у больных ИБС, ССН III функционального класса после АКШ (традиционное лечение)

Примечание *P<0,01 по отношению к пробам до операции (табл.8)

защите клеток от АФК. Одним из достаточно новых препаратов, применяемых в терапии сердечно-сосудистых заболеваний, является предуктал (1-[2,3,4-триметоксибензил]-пиперазиндигидрохлорид) (триметазидин). Предуктал, ингибируя бета-окисление жирных кислот и усиливая обмен фосфолипидов в мембранах, стимулирует процесс гликолиза, улучшает транспорт глюкозы, уменьшает внутриклеточный ацидоз и способствует поддержанию нормального гомеостаза внутри клетки (William C.S., 1990).

Если благоприятное воздействие триметазидина на кардиомиоциты показано, то влияние его на скорость дезинтеграции эритроцитарных клеток до настоящего времени не исследовалось.

Нами был проведен анализ состояния эритроцитарных популяций у больных ИБС, ССН III функционального класса, леченных с применением предуктала. После операции АКШ в этой группе больных наблюдалась меньшая активация процессов аутоокисления гемоглобина в первые сутки после операции, популяция содержала меньший процент поврежденных клеток (табл.14).