CC BY
63
© О. Д. Жемела
УДК 57. 087/57. 086. 866
О. Д. Жемела
рН СЕРЕДИ і ДЕФОРМАЦІЯ МЕМБРАНИ ЕРИТРОЦИТІВ У ЩУРІВ РІЗНИХ ВІКОВИХ ГРУП В УМОВАХ ГЕМІЧНОЇ ГІПОКСІЇ
Національний фармацевтичний університет (м. Харків)
Дана робота є фрагментом науково-дослідної теми Національного фармацевтичного університету МОЗ України «Фармакологічні дослідження біологічно-активних речовин і лікарських засобів синтетичного і природного походження, їх застосування в медичній практиці», № держ. реєстрації 0103U000478.
Вступ. Кисневий статус організму у більшості визначається станом червоної крові, і, насамперед, еритроцитів [3, 6]. Вони ж, за даними літератури, представляють собою унікальні клітини, які включають програму апоптозу вже в ході формування. Збільшення швидкості пошкодження, циркулюючих у крові еритроцитів в умовах гіпоксії і лактоацидоза, може привести до напруження системи еритропое-за та зриву адаптаційних процесів [1, 2, 4]. Дезорганізація метаболізму при гіпоксії проявляється порушенням енергетичного обміну, біосинтезу білка, реплікації ДНК, змінами чутливості мембранних рецепторів і утворенням внутрішньоклітинних вторинних месенджерів [9, 10, 11], в тому числі пошкодження цитоскелету і деградацією мембранних фосфоліпідів [5].
Мета дослідження - вивчити стан мембрани еритроцитів під впливом лактоацидоза у щурів різних вікових груп в умовах гемічної гіпоксії.
Об’єкт і методи дослідження. Експерименти проведено in vitro. Об’єктом дослідження була цільна кров, яку забирали шприцом з хвостової вени експериментальних тварин різних вікових груп через 10-12 годин після останнього прийому їжі: 1-а група - щурята предпубертатного періоду, масою 55,0-60,0 г; друга група - молоді шури, масою 110,0120,0 г; третя група - зрілі щури, масою 220,0-220,0 г та четверта - старі щури, масою 350,0-400,0 г. Тварин утримували в умовах звичайного травного та водного раціону. Опити проведені у зимовий період року. В якості антикоагулянту використовували К2ЕДТА у дозах, розрахованих за Риболовлєвим Ю. П. [7], в яких враховується інтенсивність обміну сполук у людини (0,45) і щурів (1,89): 6,17 мг 11,31 мг, 20,57 мг, 36,0 мг. Робочу суспензію еритроцитів отримували триразовою відмивкою розчином низької іонної сили Liss (виробник ТОВ «Гематолог») з режимом центрифугування при 2700 об/хв. на протязі 8 хвилин. Готову суспензію еритроцитів розводили у співвідношення1:2000. Було проведено дві серії експериментів: в умовах чистого лактоацидозу та лактоацидозу на тлі гемічної гіпоксії.
Гемічну гіпоксію викликали внутрішньоочере-винним введенням нітриту натрію в дозі 5 мг/кг [8]. Лактатну модель моделювали із фракції чистих еритроцитів в середі Рінгера-Локка (1:1), яку інкубі-ровали при 37С на протязі 20-30 хв. з додаванням молочної кислоти в концентраціях, які імітують помірний та сильний ацидоз: 7,5 ммоль/л, 10 ммоль/л, 20 ммоль/л. В якості контролю в кожній групі використовували еритроцити, які не піддавалися впливу молочної кислоти (перша серія експериментів) та еритроцити тварин, котрим не вводили нітрит натрію (друга серія експерименту).
Усі дослідження проводили у відповідності з національними «Загальноетичними принципами експериментів на тваринах» (Україна, 2011), які узгоджуються з положеннями «Європейської конвенції про захист хребетних тварин, які використовуються для експериментальних та інших наукових цілей» (Страсбург, 1986), та схвалені 1-им Національним конгресом з біоетики (Київ, 2001). Усі маніпуляції, які викликали біль, проводили під барбаміловим наркозом [8].
Статистичну обробку даних здійснювали за допомогою пакета програм Statistica for Windows 6. 0 з використанням t-критерію Ст’юдента та кореляційного аналізу. Результати вважали дійсними при р<0,05.
Результати досліджень та їх обговорення. В
результаті дослідження були отримані дані, які дозволяють говорити про те, що вікові зміни мембран еритроцитів призводять до різної стійкості червоних клітин крові до впливу гіпоксії та лактоацидозу. На тлі впливу трьох концентрацій молочної кислоти деформація еритроцитів у щурів різних вікових груп змінювалася також по- різному (рис. 1).
Щурята предпубертатного віку (55,0-60,0 г) практично не реагували на концентрацію 7,5 ммоль/л і 10 ммоль/л молочної кислоти і тільки концентрація в 20 моль/л призводила до незначного збільшення кількості «ригідних» клітин - з 12% до 17,2%. Молоді щури (100,0-120,0 г) реагували на дію молочної кислоти аналогічним чином. Однак, кількість «ригідних» клітин, що дають приріст діаметра еритроцитів до 40%, збільшується з 15,5% до 24,0%. У дорослих щурів (маса 200,0-220,0 г) деформація еритроцитів в умовах лактоацидозу була значною, і зміни спостерігалися вже при концентрації молочної кислоти в 10 ммоль/л. Кількість «ригідних» клітин при цьому
□ щурята предпубертатного віку □ молоді щурі □ дорослі щури □ старі щури
Рис. 1. Показники деформації еритроцитів у щурів різних вікових груп на тлі лактоацидозу.
□ Доросл і щури
□ Старі щури
Рис. 2.Показникидеформаціїеритроцитів натлігіпоксп талакто-ацидозу у щурів різних вікових груп.
збільшувалася на 18,4%, а при концентрації молочної кислоти 20 ммокіь/р-на 2Д%віззосгтмозодирщдрік.
Динаміка змін деформації еритроцитів у старих щурів була кналогіоноюдзрослим щзтам.Расом з том, срнсіньтмінбула к середаному на 13% бідьше, ніжу пнротРДн,й гругі і розвивалася вже при інкубації з концентрацією молочної кислоти в К,5 мрноь/л, що,вцілому, акідиит- про несьтмзтлигоН всрнЕк ластоодззозщ ікз дофолзіацію ерикроцитіа. тр,н тогд, оамд
встановлено, що тривале зниження рН веде до поступового наростання енер-годефіциту і прискоренню дезінтеграцій-них процесів у клітині.
В умовах лактоацидозу на тлі гемічної гіпоксії, якщо у щурят предпубертатного періоду «еластичними» могли вважатися до 66% клітин, то в групі дорослих щурів їх кількість знижувалася на 11% (р<0,05) (рис. 2). У групі старих щурів деформація мембрани червоних клітин знижувалася ще більше, і в структурі еритроцитів зменшувалась кількість «еластичних» клітин на 39,3%.
Крім того, зменшення спорідненості гемоглобіну в умовах гемічної гіпоксії до кисню, природно буде супроводжуватися втратою кисню в більш великих судина х ще до входу еритроциту у капіляри. А так як лактоацидоз - прямий наслідок гіпоксії, можна припустити, що прискорення дезінтеграційних процесів через розвиток енергодефіциту характерно для еритроцитів, що знаходяться в умовах гіпоксії.
Висновки.
1. Надлишок молочної кислоти в інкубаційній середі викликає у щурів зрілого віку та у старих тварин зменшення деформації мембран еритроцитів, що виражається в збільшенні кількості «рі-гидних» червоних клітин крові: у щурів зрілого віку - до 46%, у старих - до 62%.
2. На тлі гіпоксії та лактоацидозу знизуються кількість “еластичних” еритроцитів з 66% у щурят предпубертатного віку до 26,7% у старих щурів.
3. В умовах лактоацидозу і гіпоксії дезінтеграція мембран еритроцитів включає і механізм загибелі клітин.
Перспективи подальших досліджень. В подальшому планується вивчити механізми деградації еритроцитів пщт різноманітних екзо- та ендогенних впливах.
Лгтераду ра
1. ГолендаИ.Л. Способ определения функционального состояния организма по степени резистентносты крови к кислотному гемолизу / И. Л. Голенда, А. И. Голенда, В. И. Иванов [и др.] // Патент на изобретение РФ № 2179315 от
10. 02.2002.
2. Гор исА.П. Деформируе-тсть ме-брап эритроцитоовусловиях лактоацидоза / А. П. Горис, С. В. Москвин, Е. Г. Зарубина // Материалы XXXV межд. научно-практ. конф. «Применение лазера в медицине и биологии». - Харьков, 2011. -2.12Р.
3. 2о меоения мпефофунрюоонапьного статупаыри-т оцосовпри экспериментальных метгемоглобинемиях / В. В. Новицкий, И. А. Шперлинг, О. А. Жаткин [и др.] // Токсикол. Вестн. - 2004. - № 1 - С. 16-20.
4. Ко°еушко О.В.исобеннеаыи тк-осипгик-спородноао о.мена и неис-иоельных процессов у долгожителей / О. В. Кор-лршио.В. А. Иванов, М.2.Шатило//Успехигеровтапооии. -2012. - Дь2.-- с. 255-266.
5. Лесникова Л. Н. Стрессорные изменения физиологических свойств еритроцитов и их коррекция с помощью экстракта из туники асцидии пурпурной : автореф. дис. на соиск. ученой степени канд. биол. наук : спец. 03.00.13 «Физиология» / Л. Н. Лесникова. - Владивосток, 2006. - 22 с.
6. Новицкий В. В. Физиология и патофизиология эритроцита. / В. В. Новицкий, Н. В. Рязанцева, Е. А. Степовая. - Томск : Изд-во Томск. ун-та, 2004. - 202 с.
7. Рыболовлев Ю. П. Перерасчет активности константы биологичкской активности / Ю. П. Рыболовлев, Д. П. Сидля-ров, Н. И. Афонин // Сб. «Токсикологические аспекты безопасности готовых лекарственных форм». - М. : Мед. книга, 1981. - С. 9.
8. Сернов Л. Н. Элементы экспериментальной фармакологии / Л. Н. Сернов, В. В. Гацура. - М., Медицина, 2000. - 352 с.
9. Тино Т. Транспорт газов к периферическим тканям и обратно. / Т. Трино, М. А. Гриппи. - Патофизиология легких. 3-е изд., испр. - М.; СПб. : БИНОМ : Невский диалект, 2001. - С. 144-162.
10. Шперлинг И. А. Морфофункциональный статус эритроцитов при экспериментальных метгемоглобинемиях : автореф. дис. на соиск. ученой степени канд. мед. наук : спец. 14. 00. 16 «Патологическая физиология», 03. 00. 25 «Гистология, цитология, клеточная биология» / И. А. Шперлинг. - Томск, 2002. - 24 с.
11. Michiels С. Physiological and pathological responses to hypoxia / C. Michiels // Am. J. Pathol. - 2010. - Vol. 162, № 5. -P 1865-1872.
УДК 57. 087/57. 086. 866
pH СЕРЕДИ і ДЕФОРМАЦІЯ МЕМБРАНИ ЕРИТРОЦИТІВ У ЩУРІВ РІЗНИХ ВІКОВИХ ГРУП В УМОВАХ ГЕМІЧНОЇ ГІПОКСІЇ
Жемела О. Д.
Резюме. У роботі представлені результати змін деформації еритроцитів в умовах чистого лактоацидозу та лактоацидозу на тлі гемічної гіпоксії. Показано, що вікові зміни мембрани еритроцитів призводять до різної стійкості червоних клітин до впливу як лактоацидозу, так і лактоацидозу на тлі гемічної гіпоксії. Надлишок молочної кислоти в інкубаційному середовищі викликає у щурів зрілого віку і у старих тварин зменшення деформації мембрани еритроцитів, які виражаються в збільшенні кількості «ригідних» червоних клітин крові до 46% і 62% відповідно. У таких умовах дезінтеграція мембран еритроцитів включає і механізм загибелі клітин.
Ключові слова: геміческая гіпоксія, лактоацидоз, деформація еритроцитів.
УДК 57. 087/57. 086. 866
pH СРЕДЫ И ДЕФОРМАЦИЯ МЕМБРАНЫ ЭРИТРОЦИТОВ У КРЫС РАЗНЫХ ВОЗРАСТНЫХ ГРУПП В УСЛОВИЯХ ГЕМИЧЕСКОЙ ГИПОКСИИ
Жемела О. Д.
Резюме. В работе представлены результаты изменений деформации эритроцитов в условиях чистого лактоацидоза и лактоацидоза на фоне гемической гипоксии. Показано, что возрастные изменения мембраны эритроцитов приводят к различной устойчивости красных клеток к воздействию как лактоацидоза, так и лактоацидоза на фоне гемической гипоксии. Избыток молочной кислоты в инкубационной среде вызывает у крыс зрелого возраста и у старых животных уменьшение деформации мембраны эритроцитов, которые выражаются в увеличении количества «ригидных» красных клеток крови до 46% и 62% соответственно. В таких условиях дезинтеграция мембран эритроцитов включает и механизм гибели клеток.
Ключевые слова: гемическая гипоксия, лактоацидоз, деформация эритроцитов.
ЫйС 57. 087/57. 086. 866
pH and Deformation of the Membrane of Erythrocytes in Rats Diggerent Age in Condition Hemic Hypoxia
Jemela O. D.
Summary. The results of the deformation of red blood cells change in pure lactic acidosis and lactic acidosis against hemic hypoxia. Shown that age-related changes of the membrane of red blood cells leads to different stability of red cells to the effects of a lactic acidosis, and lactic acidosis against hemic hypoxia. An excess of lactic acid in the medium causes the rat mature and old animals reduce deformation of the membrane of red blood cells, which are expressed in increasing the number of “rigid” red blood cells up to 46% and 62%, respectively. In such conditions, the disintegration of erythrocyte membranes and includes a mechanism of cell death.
Key words: hemic hypoxia, lactic acidosis, the deformation of red blood cells.
Стаття надійшла 1. 03. 2013 p.
Рецензент - проф. Березнякова А. І.
