CC BY
17
RegiiLatGry Mechanisms
in Biosystems
Regulatory Mechanisms
in Biosystems
ISSN 2519-8521 (Print) ISSN 2520-2588 (Online) Regul. Mech. Biosyst., 8(2), 111-117 doi: 10.15421/021719
Condition of erythrocyte membranes
in people with mental and behavioural disorders caused by alcohol consumption
O. V. Baskevich
Precarpatian National University named after V. Stefanik, Ivano-Frankivsk, Ukraine
Article info
Received21.02.2017 Received in revised form
30.03.2017 Accepted 03.04.2017
Precarpatian National University named after V. Stefanik, Shevchenko Str., 57, Ivano-Frankivsk, 76025, Ukraine Tel.: +38-097-87-41-446 E-mail: basgala@gmail.com
Baskevich, O. V. (2017). Condition of erythrocyte membranes in people with mental and behavioural disorders caused by alcohol consumption. Regulatory Mechanisms in Biosystems, 8(2), 111-117. doi:10.15421/021719
We studied the morphological features of the restructuring and osmotic stability of erythrocytes of 30 people with mental disorders and disorders of behavioral reactions caused by 5-7 years consumption of alcohol, the objects of the research being in a state of abstinence during the period of the investigation,. The study of quantitative composition of red blood cells and hemoglobin, as well as their ratio in people with mental and behavioural disorders developed as a result of alcohol consumption showed a decrease in the number of red blood cells and hemoglobin of 42.2% and 25.1%, respectively, indicating the presence in those people of anemic hypoxia. This is closely correlated with a decrease of osmotic resistance of red blood cells to different concentrations of sodium chloride solutions, whereby the state of erythrocyte membranes deteriorates and their resistance to hemolysis decreases. Parallel to this, is a reduction in the size of red blood cells coupled with a variety of changes in their microrelief. Conformational changes of erythrocytes are closely correlated with changes in the activity of enzymes responsible for the biotransformation of xenobiotics, primarily products of lipid peroxidation. It is shown that activity of the erythrocyte antioxidant defense system is sharply reduced as a result of increase in partially oxidized products of metabolism. It was found that the state of red blood cells is a sensitive indicator of the normal course of physiological changes, biochemical and biophysical processes in the bodies of people with mental disorders and behavior reactions developed due to consumption of alcohol.At the same time, the measurement of the osmotic resistance of red blood cells and changes in the shape of red blood cells connected with this phenomenon is an important research method for studying mechanisms of pathological processes and the action of certain drugs or biologically active substances, expands the possibilities of establishing the depth of destruction of body tissues, and also provides excellent opportunities for researchers to identify the effectiveness of treatment and prevention for people with mental disorders and behavior reactions caused by consumption of alcohol. This article discusses prospects of studies of the level of glutathione peroxidase activity in the erythrocytes among people with mental and behavioural disorders as a marker of highly specific homeostasis in the human body in response to long-term alcohol consumption, and considers using this index as a criterion for selecting patients for different groups of physical rehabilitation and recreation according to the level of rehabilitation potential.
Keywords: erythrocyte; mental and behavioral disorders; alcohol; structure; osmotic resistance; antioxidant protection
Стан мембран еритроципв у людей i3 розладами психжи та поведшки внасл1док вживания алкоголю
О. В. Баскевич
Прикарпатський нацюнальний ун1верситет iменi Василя Стефаника, 1вано-Франювськ, Украгна
У 30 людей iз розладами псих1ки та поведшкових реакцш унаслщок вживания алкоголю, що перебувають у сташ абстиненцп зi стажем вживания алкоголю 5-7 роюв, вивчали особливосп морфолопчж» перебудови та осмотичж» спйкосп еритроципв. Дослщження юльюсного складу еритроципв i гемоглоб^, а також 1х сшввщношення в людей iз розладами психжи та поведшки через вживания алкоголю виявило зниження юлькосп еритроципв i гемоглоб^ на 42,2% i 25,1% вщповщно, що свщчить про наявшсть у них анемiчноi гшоксп. Це тюно корелюе зi зниженням осмотичжя спйкосп еритроципв до рiзноi концентрацп розчишв натрто хлориду, внаслщок чого попршуеться стан еритроцитарних мембран i знижуеться 1'х стшюсть до гемолiзу. Одночасно iз цим вщбуваеться зменшення розмiрiв еритроципв у поеднанш з рiзними змшами 1'х м^орельефу. Конформацшш змши еритроципв тюно корелюють зi змшами активносп ферменпв i вщповщають за б^рансформащю ксенобютиюв, перш за все продукпв перекисного окиснення лшщв. При цьому показано, що актившсть системи антиоксидантного захисту еритроципв рiзко знижуеться на ™ збшьшення недоокиснених продукпв метаболiзму. Стан еритроципв - чутливий вдикатор змш нормального переб^ фiзiологiчних, бiохiмiчних та бiофiзичних процесiв в органiзмi людей iз розладами психiки та поведшки через вживання алкоголю. При цьому встановлення осмотично'1' стiйкостi еритроципв i поеднанi з цим явищем змiни форми еритроцит^в - важливий метод дослiдження для вивчення мехашзму патологiчних процесiв i д11' деяких лiкiв або
бюлопчно активних сполук, що розширюе можливосп встановлення глибини ураження тканин оргашзму, а також дае можливють широкому колу дослщниюв виявляти ефективнiсть л^вально-профшактичних заходiв для людей iз розладами психжи та поведiнки через вживання алкоголю. Обговорюеться перспективнiсть дослiджень у людей iз розладами псих1ки та поведшки рiвня активности глутатюн-пероксидази в еритроцитах як високоспецифiчного маркера порушення гомеостазу в органiзмi людини у вiдповiдь на тривале вживання алкоголю та використання цього показника як критерiю вiдбору за рiвнем реабiлiтацiйного потенцiалу таких пацiентiв в окремi групи фiзичноi реабштаци та рекреаци.
Ключовi слова: еритроцит; розлади психжи; розлади поведiнки; алкоголь
Вступ
Нинi в усьому cbítí гостро стопь проблема лжування, профшактики та полшшення якосп життя людей Í3 розладами психжи та поведшки внастдок вживання алкоголю. Вживан-ню алкоголю та наркотикiв сприяе низка факторш, серед яких няшстотнттй - нестабшьна социальна обстановка, економчна криза, змши особисткних цшностей, критичн перюди вжово-го розвитку тощо (Billieux, 2014; Chernaia et al., 2016). Дат рiзних дослщниюв вказують, що загальна кiлькiсть людей, яю зловживають алкоголем, становить 2,8-5,0% населення Землi (Leggio, 2011; Chick, 2014). При цьому основна «група ризику» виникнення розлад1в психжи та поведшки внаслщок вживання алкоголю складаеться на 89,7% iз людей до 30 роюв (Ko, 2014; Kurniasanti, 2014).
Постшне надходження в органiзм алкоголю чи шших наркотичних речовин запускае р!зш патологiчнi стрес-реакцп, яю активiзують процеси метаболiзму та спричинюють розви-ток псимчно! та ф!зично1 залежносп (Nielsen et al., 2012; Koob, 2014). За тривалого стресу виникають стшю порушення обмшу речовин в оргатзм1, як! згодом можуть викликати р!зш захворювання. Як наслщок, спостерггаеться зниження р1вня захисних сил оргатзму, знижуеться також р1вень сощально1 активност людини, ll працездатшсть i адекваттсть поведшки (Rehm & Poznyak, 2015; Moskalewicz et al., 2016).
Результати дослщжень окремих автор1в (Najafipour & Beik, 2016) свщчать про те, що алкоголь i наркотичт речовини створюють умови для штенсифжацй процес1в виьнорадикаль-ного окиснення, яю, у свою чергу, зумовлюють розвиток оксидативного стресу. Бшьштсть продуктов вшьнорадикально-го окиснення провокуе окисну деструкцию клпинних мембран (Welle-Strand, 2014).
Утворення продуктов виьнорадикального окиснення -ключовий етап патогенезу багатьох захворювань, i алкогольно1 залежносп зокрема. Алкоголь впливае на основш стадо вну-тршныжлиинного метабол!зму глюкози, процеси енергетич-ного, лЫдно-бшкового обмшу та стосуеться переважно аероб-ного окиснення вуглеводш та жирних кислот (González-Alonso, 2012; Foroughi et al., 2016). Внастдок цього розвиваеться лшо-фшьно^зуючий ефект алкоголю та наркотиюв, мшень якого -клпинна мембрана еритроципв. При цьому змiнюютъся рщин-но-кристал!чна структура i так! основы властивосп клпинних мембран як в'язюсть, стiйкiстъ при жорстко-еластичних де-формащях. Це супроводжуеться пригшченням уск функцй i не тшьки передчасним вщмиранням еритроципв, а й старшням оргатзму в целому (Oslin, 2011).
Яюсш та юльюсш показники кров!, метабол!чт зрушення в И компонентах несуть шформащю про iндивiдуальну реак-тивтсть, а 1х комплексна оц1нка здатна дати адекватне уявлен-ня про ршень адаптацiйних можливостей ц1лого оргатзму (Ha-jela, 2014). Системна патолопя, що розвиваеться за тривалого вживання алкоголю, зокрема, щд час пошкодження еритроци-ттв (одного з найчутливших до д!1 ще1 речовини типу клпин), робить актуальним пошук нових спосо6!в виявлення змш на ршт цшого оргатзму у вигляд! мембранопатш i можливостей системно1 коригувально1 до, зокрема, в системi ф!зично1 реабь лiтацii людей з розладами психжи та поведшки через вживання алкоголю (Raheb et al., 2016).
Осюльки вживання алкоголю дуже поширене серед людей р!зного вжу, в численних публiкацiях показано, що в людей !з розладами психжи та поведшки внаслщок вживання алкоголю
часто спостерогаються bcí ознаки нейродегенеративного захворювання, яке прогресуе досить швидко та клтчно виявляеться не тшьки у порушент соматичного здоров'я, а й у поступовш втрап пам'яп та розумових зд1бностей, тобто зни-жент р!вня психоф1зичного стану. Патогенез хвороби зали-шаеться не визначеним, а даагностика заснована, в основному на суб'ективних ознаках, при гснувант багатьох способш лжу-вання 1х результати досить проблематичт та невизначет з огляду на сприятливгсть i прогностичтсть вщдалених результата. Дiагностика в людей розладв психжи та поведшки через вживання алкоголю базуеться на виявлент токсичних компонентiв, серед яких на першому мiсцi визнанi продукти перекисного окиснення лшщв. Вщпов1дно до гшотези оксидативного стресу, 1х накопичення у тканинах шппюе каскад реакцй, який спричинюе складну патологто та клiнiчнi прояви хвороби (Khalsa, 2014). Нерозчиннi комплекси ф1брилярних бшюв та 1х розчиннi олггомери стимулюють продукцию активних кисневм1сних метабол1т1в, указуючи на зв'язок м1ж 1х накопиченням, окисним стресом i загибеллю р1зних кл1тин органiзму (Koivu, 2014).
Багатсрчт досл1дження показали, що у людей 1з розладами псих1ки та поведшки внаслщок вживання алкоголю аномалй в окисних процесах спостерiгаюгься як у мозку (Eve et al., 2016), так i в шших тканинах i клпинах (Bergamini et al., 2004). При цьому вражаються не лише центральна нервова система, а й пери-феричт тканини, зокрема еритроцити (González-Alonso, 2012).
У патогенез! зазначених розлад1в психiки та поведшки першо-рядну роль вщграють в!к пацiента та окисний стресс у р1зних кл1тинах. Еритроцити розглядаються як пасивнi «клттини -шформатори», що вiдображають 61ох!м!чн! процеси, яю в1дбу-ваються в органiзмi (Foroughi et al., 2016). Проте конформацит зм1ни еритроцит1в у таких людей майже не вивченi, недостатньо ввдомостей про окиснювальний стрес у цих кл1тинах, а наявнi данi надзвичайно суперечлив1. Залишаються мало в!домими дат про концентрацию перекису водню та оргатчних г1дропероксид1в в еритроцитах, 1х зм1ни залежно в!д дози та тривалосп вживання алкоголю, а також взаемозв'язок 1з в!ком i при р1зних видах наркоманИ та алкоготзм! 1снують поодинок1 працi (Wigmore, 2009), як1 стосуються результаттв вимрювання внутр!шньокп1тинних концентраций вiдновленого глутатюну та окисненого глутат^ону або глутатюндисульфщ в людей 1з розладами психжи та поведшки внаслвдок вживання алкоголю.
Мета цього дослщження - оцшити 61ох!м1чн! показники системи антиоксидантного захисту та осмотичну ст!йк!сть ери-троципв у взаемозв'язку з особливостями 1х морфолог1чно1 пе-ребудови у людей з розладами психжи та поведшки через вживання алкоголю.
MaTepiai i методи дослвджень
Дослвдження проводили на баз1 нарколопчного в1дд1пення обласного психо-невролог1чного диспансеру (м. 1вано-Фран-к1вськ). До складу експериментально! групи входили 30 людей з розладами психжи та поведшки внаслщок вживання алкоголю, яю виявили власну (чи найближчих родич1в) згоду у письмовш фор-м1. Диагноз розладв псих!ки та поведiнки базувався на критерiях Стандартов медичних технологiй, розроблених на виконання доручення Президента Укра1ни в!д 04.03.1998 р. № 1-14/147 з метою утфжаци вимог до обсягв i якост! медично1 допомоги в лiкувально-профiлактичних закладах Укра1ни, затверджет наказом М!н!стерства охорони здоров'я Укра1ни № 226 в!д 17.07.1998 р.
Як контроль брали кров 10 практично здорових людей, яю проходили медичне обстеження для отримання рiзних дозвшьних доку-мент1в (водшсью права, дозвш на володння зброею тощо). Здоро-Bi добровольца контрольно! групи вщбран за вщсутносп в аннам-незi хрончних захворювань, неврологiчних або псиматричних порушень, чи терапй, пов'язано! з такого роду захворюваннями.
Загальним анал1зом кровi визначали осмотичну стшюстъ еритроципв (Renwick & Asker, 2008) та !х псто-ультраструкгурну будову. Морфолопчт дослвдження проводили у фазово-контраст-ному мжроскош та на сканувальному електронному мжроскош JEOL-25M-T220A (Японiя) за загальноприйнятими методиками з визначенням мжроелеменшого складу еритроципв. Бiохiмiчнi дослвдження проводили зцдно з рекомендациями Wigmore (2009).
Отриман дан тддавали комп'ютернй варiацшно-статис-тичнй обробщ методом мало! вибiрки за допомогою статис-тичного пакета Statistica 6 (StatSoft Inc, USA). Використовува-ли непараметричнi методи дослiдження (критерш У!лкоксона, Манна - У!тт). Вибiрковi параметры, наведен! дал1 в таблицях i текстi, мають таю позначення: х - вибiркове середне, SE -стандартна помилка середнього. Вщмшносп вважали статис-тично в!ропдними за Р < 0,05 i нижче.
Результати
Результати дослщжень виявили значн змши показникв кров! у людей !з розладами психжи та поведшки внаслiдок вживання алкоголю (табл. 1).
Таблиця 1
р!зниця окремих показниюв кров! у людей контрольно! та експерименально! групи (х ± SE)
Показники кров! Контрольна група, n = 10 Експериментальна група, n = 30
Еритроцити (х1012/ л) Гемоглоб1н (г/л) Кольоровий показник Швидк!сть осщання еритроцит!в (мм/год) 4,5 ± 0,17 120,0 ± 3,24 0,81± 0,001 11,4 ± 1,02 2,6 ± 0,02* 90,0 ± 10,43* 1,31 ± 0,001* 7,4 ± 0,92*
Примтка: * - Р < 0,05 щодо контрольно! групи.
Пор1вняно з людьми контрольно! групи в експерименталь-н1й груп1 загальна к1льк1сть еритроцитгв знижуеться на 42,2%, що тюно корелюе (г = 0,82) 3Í зниженням на 25,0% р1вня гемо-глоб1ну (P < 0,05). При цьому кольоровий показник у людей Í3 розладами психжи та повед1нки внасл1док вживання алкоголю зб1льшуеться на 28,7%, а швидюсть ос1дання еритроципв знижуеться на 35,1%, залишаючись на р1вн1 нижньо! меж! ф1з1о-лог1чно! норми.
Пор1вняно з контрольною групою, у людей експеримен-тально! групи спостер1гаеться зниження юлькосп еритроципв (табл. 2) на 42,2% (у 3,0% розчиш хлориду натр1ю), на 28,6% (у 0,5% розчит хлориду натр1ю), на 46,2% (за концентраци розчину натр1ю хлориду 0,46%) i на 54,5% (за 0,3% розчину хлориду натр1ю). Результати нашого дослiдження вказують на зниження стшкосп еритроцитгв у людей експериментально! групи за збiльшення площi поверхн !х цитоплазматично! мем-брани. Це добре можна прослiдкувати на приклада структурно! перебудови, яку ми спостер1гали у процесi досл1дження еритроципв рiзними морфологiчними методиками (рис. 1, 2).
Таблиця 2
Показники осмотично! резистентностi еритроципв за рiзних концентраций розчину хлориду натр1ю (х ± SE)
Концентрация Контрольна група, Експериментальна
хлориду натр1ю n = 10 група, n = 30
3,00% 4,5 ± 0,09 2,6 ± 0,04*
0,50% 2,0 ± 0,04 1,5 ± 0,08*
0,46% 1,5 ± 0,01 0,7 ± 0,03*
0,30% 1,1 ± 0,01 0,6 ± 0,01*
Пор1вняно з контрольною групою, у людей експериментально! групи вм1ст 2,3-дифосфоглщерату та лактату вiрогiдно (P < 0,05) зростае на 42,5% i 51,6%, а концентрация тровино-градно! кислоти знижуеться на 51,7% (табл. 3). При цьому активнiсть супероксиддисмутази п1двищуеться на 61,2%, тод1 як активнiсть каталази зменшуеться на 16,8% (табл. 4). Змен-шуеться вмiст вiдновленого глутатюну на фонi зниження ак-тивносп глутат1онредуктази та глутат1онпероксидази (табл. 5).
Таблиця 3
Вмст 2,3-дифосфогл1церату, шровиноградно! кислоти та лактату в еритроцитах людей контрольно! та експериментально! групи (х ± SE)
Показники, ммоль/л
Група
2,3-дифо-сфоглiцерат
Контрольна група, n = 10 7,02 ± 0,24 Експериментальна група, n = 30
тровиноградна кислота
10,01 ± 0,67*
1,14 ± 0,02 0,55 ± 0,003*
4,34 ± 0,12 6,58 ± 0,14*
Примтка: див. табл. 1.
Таблиця 4
Активтсть супероксиддисмутази (од./г Hb) i каталази (х 104/г Hb) в еритроцитах людей контрольно! та експериментально! групи (х ± SE)
Група Показники
супероксиддисмутаза каталаза
Контрольна група, n = 10 634,3 ± 8,6 482,9 ± 4,5
Експериментальна група, n = 30 1 022,3 ± 12,6* 401,8 ± 4,0*
Примтка: див. табл. 1.
Таблиця 5
Вмст в1дновленого глутатюну
та активтсть ферментш його обм1ну в еритроцитах людей контрольно! та експериментально! групи (х ± SE)
Показники
Група глутатюн, ммоль/г Hb глутатюн-редуктаза, ммоль/г Hb глутат!он-пероксидаза, ммоль/г Hb
на хвилину на хвилину
Контрольна група, n = 10 Експериментальна група, n = 30 2,77 ± 0,11 2,06 ± 0,04 4,65 ± 0,11 3,28 ± 0,02* 353,88 ± 3,26 290,95 ± 6,03*
Примтка: див. табл. 1.
Примтка: див. табл. 1. Обговорення
Яюсно-юльюст характеристики еритроципв у людей !з розладами психжи та поведшки внасл1док вживання алкоголю залежать в1д багатьох фактор1в, загальний механизм д! яких виражаеться в розвитку г1поксичних стан1в (Bianchini & Wright, 2013). Такими факторами можуть виступати токсичт речовини, наприклад алкоголь i наркотичт речовини, як1 викликають найрвноманпн1ш1 по-рушення метабол1зму в организм людини (Hajela, 2014). Широко в1дома роль цих речовин у порушеннях 1мунно!, серцево-судинно! системи, орган1в травлення, а також патогенезi алкоголiзму та наркоман!, лшпаци стрес-реакци в центральной нервов1й система та периферичних органах, спотворент антиноцюцептивно! чутли-вост! (Nielsen et al., 2012; Khalsa, 2014; Kurniasanti, 2014).
Стан мембрани еритроципв - чутливий 1ндикатор змзн нормального переб1гу фвюлопчних, бюх1м1чних та бюф1зичних про-цес1в в орган1зм1, зумовлених впливом фактор1в зовн1шнього се-редовища, у тому числ! психогенних, до яких належить вживання алкоголю та р1зн1 види наркоман1й (Bunt, 2014).
Визначення осмотично! стшкосп еритроципв i поеднат з цим явищем зм1ни !х форми - важливий метод досл!дження у бюлоги та даагностики в медицин!, а також часто використову-еться для вивчення механ!зму патолог!чних процес1в та до де-яких л1к1в або бюлопчно активних сполук (González-Alonso, 2012).
Рис. 1. Змона поверхневого мокрорельефу еритроцитов у пациента А., вок 35 рокОв (Осторш хвороби № 24462/14): спостерогаеться збольшена к1льк1сть ехшоцитов (а) та утворення широких мембранних пор (б); сканувальна електронна мокроскотя: а - х7 500, б - х50 000
Рис. 2. Структуры перетворення еритроцитов периферично! кровО пащента А., вок 35 роив (гстороя хвороби №24462/14): 1 - «узуроват» клпини, 2 - шипувато клпини, 3 - клпини-«мошет»; фазово-контрастна темнопольна мжроскотя, х4 800
Виявлене нами збиьшення кольорового показника у людей i3 розладами психжи та поведонки внаслщок вживання алкоголю вказуе на нормохромний тип анемл (Ainul, 2017), а зниження швидкостi оадання еритроцитов до рiвня нижньо! межi фОзюлопчно! норми вказуе, що система кровО реагуе не тiльки юльюсними, а i якiсними змонами свого складу на вплив несприятливих факторОв iз метою пiдгримання гомеостазу (у нашому випадку, токсичний вплив продуктов метаболiзму ета-нолу та речовин, що утворюються внаслОдок порушення обмОну нутрiентiв тсля тривалого вживання алкоголю) (Khalsa, 2014).
Зниження стойкосто еритроцитов можна пояснити тим, що у людей Оз розладами психжи та поведшки через вживання алкоголю токсичт сполуки включаються в лопОдний шар rai-тинних мембран i збшьшуютъ площу поверхн !х цитоплазма-тично! мембрани. Це добре можна прослщкувати на приклад структурно! перебудови, яку ми спостерогали тд час дослОд-ження еритроцитов рОзними морфолопчними методами. Нин алкоголь залишаеться одним Оз поширених i доступних у
побуто токсичних речовин, який за сво!ми фармаколопчними властивостями належить до наркотичних речовин жирного ряду. ПровОдними факторами, що визначають токсичну дою алкоголю, е його мембранотоксичний ефект, виснаження запасов окисненого нокотинам1даденондинуклеотиду, утворення ацетилальдепду та конкуренцш алкоголю з Оншими дже-релами енерго!, наприклад вуглеводами (Kutubi et al., 2016).
Алкоголь викликае розрОдження клпинних мембран, змону структури !х фосфолотдного шару та порушення трансмембранного перенесення юнов (Kayani & Parry, 2010). Масивне навантаження алкоголем або його хротчний прийом можуть ослабити онтенсившсть окиснення в печОнцО багатьох онших субстратов (триглоцеридов, жирних кислот, гормонв тощо), що вимагають присутностО окисненого нокотинамщаденшдинук-леотиду. 1снуе певна корелящя м1ж симптомами сп'яноння та змоною напрямку метаболОзму серотонону - з окиснювального на вОдновний тип, який вщбуваеоься в результат! накопичення у печОнц вОдновленого нокотинам1даденондинуклеотиду (Hafez
е£ а1., 2016). Под час хроичного отруення токсична дя алкоголю на оргаызм виявляеться широким спектром р1зних ефектов. Алкоголь чинить негативний вплив на метаботзм вуглеводв, викликае хвороби печшки, щдшлунково1 залози, шших оргаив шлунково-кишкового тракту, м'язово1 тканини, спричинюе порушення д1 яльносп ЦНС, ендокринно1 системи, збтьшуе в1рог1дн1сть розвит-ку серцево-судинних, шфекциних захворювань [ сприяе новоут-воренням. Один в найважливших аспектов токсично1 до алкоголю на организм - його вплив на кровотв1рну систему (М§;шоге, 2009). Токсичний вплив на гемопоез може бути наслщком прямо1 да алкоголю, вторинних порушень процесу травлення або токсичного ураження печшки. За хроичного алкоготзму можливий прояв цто1 низки гематолопчних синдром1в. Алкоголь здатний безпосередньо шдукувати макроцитоз еритроцитов. Повшьне зни-кнення макроцитозу у перюд абстиненцй в1др1зняе цей феномен вщ шших прояв1в прямо1 токсично1 до алкоголю на гемопоез: мегало- та сидеробластних змш, вакуол]зацй стовбурових гемо-поетичних клотин-попередниив [ тромбоцитопенй
Нерщко спостерогаються анемй, що супроводжуються ге-молпичним синдромом, причина яких - щдвищений гемол1з еритроцитов. Таи змши - наслщок токсично1 до алкоголю на клотини кров1, ураження печшки, викликан жировою онфшь-траццею та цирозом (Renwick & А8кег, 2008). Зменшуеться гус-тина упаковки фосфолотдв у мембранах еритроцит1в [ зростае текучтсть бшподного шару в мембранах еритроцитов. Збиьшу-еться кшьюсть холестерину та жирних кислот з шдексом 18 : 1, вщбуваеться зниження вмсту фосфатидилеганоламiну та в1д-носно1 юлькосто жирних кислот з шдексом 18 : 2. Така ж токсична дш алкоголю виявлена в мембранах клотин печшки та головного мозку. Ц змши розглядають як адаптивт, що ком-пенсують розрвджувальну дою алкоголю на клпинт мембрани.
Змши у склада лопвдв мембран лежать в основ1 молекуляр-них мехатзмлв формування толерантносто до алкоголю та за-лежносто в1д нього. Фазовий стан р1дкокристал1чно1 структури лоподного бюшару мембрани, ступонь 11 текучосто створюють гстотний вплив на в'язко-еластичт властивосто еритроцитов, 1х здаттсть до деформацй, на проникшсть мембран еритроцитов для води, на швидюсть дифузй кисню через мембрани, на ак-тивтсть мембранозв'язаних ферментов. Вщповщно розрвджу-вальна дя алкоголю на лоподи мембран порушуе нормальне функцюнування мембранних структур еритроцитов у цшому.
Флющизувальна (розрщжувальна) дя алкоголю на мембрани еритроцитов пояснюеться його вбудовою у поверхнев1 дшянки мембран м1ж полярними групами фосфолшодв. Мож мембранами еритроцитов [ плазмою кров1 вщбуваеться постой-ний обмш лшодами. Жирн кислоти, пов'язан з альбумшом плазми, включаються до складу фосфатидилхолону мембран еритроцитов у хода реакцой ацилювання л1зофосфатидилхолшу. Цей процес вимагае енергетичних витрат.
Надходження холестерину в мембрани еритроцитов здой-снюеться пасивно, тобто в мембрану еритроцитов включаеться тшьки виьний холестерин, не пов'язаний в жирними кислотами. Р1вень вольного холестерину в плазм кров1 залежить в1д активносто ферменту фосфатидилхолш-холестеринацилтранс-ферази, який синтезуеться в печшщ та здшснюе перенесення жирно1 кислоти в1д фосфатидилхолшу до холестерину з утво-ренням еф1р1в холестерину. Високий вмйст холестерину в мембранах еритроципв у хворих на алкоготзм пояснюють пору-шенням синтезу фосфатидилхолон-холестеринацилтрансфера-зи в результат! ураження печшки. Внаслдок цього у плазм кров1 зростае кшьюсть вольного холестерину, який включаеться в мембрани еритроцитов.
У наших дослдженнях у людей ¿5 розладами психжи та поведшки внаслдок вживання алкоголю з явними ознаками ураження печшки виявлет значн змши складу лопвдв у мембранах еритроцитов 1, як наслщок, поява акантоцитов [ мшене-под1бних клпин. Поява еритроцитов мшенепод1бно1 форми зумовлена щдвищеним вмтстом у мембранах холестерину та фосфатидилхолшу, молярне вщношення холестерин / фосфоль
поди зростае на 15,0%. Помрний гемол1з у людей 1з розладами психжи та поведшки через вживання алкоголю за появи мшенеподабних еритроцитов зумовлений наявшстю порталь-но1 гопертензй та спленомегалл, характерними для цирозу печшки. Биьш виражений гемол1з з1 зниженням величини гема-токриту до 16,0% спостерогаеться в ос1б ¿з цирозом печ1нки при появ1 у кров1 акантоцит1в - еритроцит1в ¿з нер1вним контуром мембрани. У результат! зростае м1кров'язк1сть мембран акантоцитов, попршуються 1х реолог1чн1 властивост1, що ймо-в1рно, [ зумовлюють розвиток гемол1тично1 анемй разом 1з портальною гопертенз1ею та спленомегал1ею.
У людей ¿з розладами псих1ки та повед1нки внасл1док вживання алкоголю з ураженням печ1нки можуть з'являтися ерит-роцити з ротопод1бною смугою та проясненням у центр1, так зват стоматоцити, як1 под час сканувально! електронно1 м!кроскопй мають вигляд товстостшно! чашо. Середной об'ем стоматоцит1в достов1рно зб1льшений. Вм1ст холестерину, триацилгл1церид1в, цанкоболамшу, фол1ево! кислоти у кров1 таких пациентов немае залежност1 в1д наявносто чи в1дсутносто стомацит1в.
Трансформацою дискоцит-стоматоцит викликають агенти, що блокують роботу кальциевого насосу еритроцит1в. У результат! в !х цитоплазм! зростае концентрация ¿ошв кальц!ю, що спричинюе агрегацто молекул б!лка спектрину, локал1зо-ваного на цитоплазматичной поверхн1 мембрани. Для дефор-мацй мембрани стоматоцита потр1бне велике зусилля пор1в-няно з мембраною дисокоцита.
Про важливу роль процес1в перекисного окиснення л!п1д1в у механ1зм1 пошкодження еритроцитов у випадку вживання алкоголю свщчать результати досл1дження (МШег, 2012), яю виявили низький р1вень альфа-токоферолу у плазм! кров1 та лшщах мембран еритроцитов у людей в розладами псих1ки та повед1нки вна-сл1док вживання алкоголю та синдромом Циве, а також зниження в них кшькосто в1дновленого глутатюну, аденозинтрифосфорно! кислоти, 2,3-дифосфогл1церату, нестаб1льн1сть труваткнази та низьку стойкость кл1тиннио! мембрани до перекисного гемол1зу.
Для синдрому Циве у людей в зазначеними розладами пси-х1ки та поведшки характеры помрна анем1я, г1перб1л1руб1нем1я, жирова 1нф1льтрац1я та незначн1 змзни функци печзнки. Гемол1з еритроцитов пояснюють збшьшенням у плазм! кров1 к1лькосто лзоформ фосфол1п1д1в, в1льних жирних кислот [ стерощв. У про-цес перекисного окиснення у першу чергу залучаються молекули фосфол1под1в, до складу яких входять ненасичен! жирт кислоти. При цьому зростае мжров'язкють мембран, зменшуеться 1х текучесть. Це дозволяе розглядати активапою процеав перекисного окиснення л1под1в як швидку компенсаторну реакцию, що забезпе-чуе впорядкован1сть структури мембран еритроцитов за л1зуючо! (флю1дизуючо1, розр1джувально!) дй алкоголю.
Цитоскелет мембрани еритроцитов - мшна, гнучка, еластична с1тка, утворена бшками на внутр1шн1й поверхн1 л1п1дного бюшару мембрани еритроцитов. Це важлива функциональна структура, яка визначае в'язк^сть [ еластичт властивост! мембран еритроцитов. Порушення метаболизму еритроцитов, зниження р1вня аденозинтрифосфорно! кислоти, вщновленого глутатоону супроводжуються змшами з боку цитоскелета еритроцитов, утворенням макромо-лекулярних бшкових агрегатов, низькою здатн1стю еритроцитов до деформацй [ стаеть причиною розвитку гемолотичних анемзй.
Значення фазового стану мембрани, стушнь 11 текучост! для нормального функцюнування еритроцитов дозволяють розглянути активацию процес1в перекисного окиснення лшщв, зм1ни л1п1дно-го складу мембран (збшьшення в1дношення холестерин / фосфо-л1п!ди, зменшення вм1сту ненасичених кислот), зниження кшько-ст1 мембранозв'язаних глжаив за дй алкоголю, як адаптивт, що компенсують розр1джувальну д1ю алкоголю на мембрани еритроцитов. Проте подбт зм1ни негативно позначаються на активносто мембранозв'язаних ферментов, метабол1зм1 та реологочних власти-востях еритроцитов, що посилюеться пошкодженнями печ1нки та порушеннями л!п1дного обм1ну. Зрештою, це - причина розвитку в людей 1з розладами психжи та поведшки внаслщок вживання
алкоголю гемолпичного синдрому. У результат! наших дослщ-жень виявлено специф1чш особливосп осмотичноi резистентносп еритроципв у людей 1з зазначеними розладами психжи та пове-дшки, яю полягають у прогресуючому зменшенш юлькосп диско-подбних еритроципв з1 зниженням концентраци розчину хлориду натрто, що вказуе на тдвищену текучють мембранних бшюв (^айроиг & Бе^к, 2016).
У патогенез1 багатьох нозолопчних одиниць, пов'язаних з уживанням алкоголю, першорядна роль надаеться не сттльки самому термшу вживання алкоголю пациентами, як окисному стресу в рвних клпинах. Еритроцити розглядаються багатьма авторами як пасивт «клпини-шформатори», проте залишаються мало ви-вченими (Яепшск & Л8кег, 2008). У процеа виконання одного !з завдань даного доодаження, яке стосувалося питання, чи змшю-еться антиоксидантний стан еритроципв у людей !з розладами психжи та поведшки внаслщок вживання алкоголю та в яки мр1, ми показали, що в рая посилення окисного стресу в еритроцитах виявляеться пониження активности глутатюнпероксидази за тдви-щення концентрацц перекису водню та органiчних пдроперокси-дв, 1з паралельним зниженням сшввдаошення глутатюн / глута-тюндисульфщ [ активносп глутатюнтрансферази.
Виявлена нами активацiя метаболвму еритроципв, що прояв-ляеться накопиченням 2,3-дифосфоглщерату та лактату, може бути направлена не тльки на енергозабезпечення цих клпин [ полiпшення оксигенацй тканин шляхом зниження спордаеносп гемоглобшу до кисню, а й на щдгримку функциональна активно-сп системи антиоксидантного захисту. Зокрема, вщомо, що вщ-новлений нжотинамщаденшдинуклеотид необхдаий для реакти-вацй супероксиддисмутази, що втратила активность у результап накопичення неоргатчних пероксидв (МШег, 2012). З урахуванн-ням того, що система антиоксидантного захисту виконуе особли-ву роль у захисп еритроципв вщ пошкодження в умовах високого парциального тиску кисню, ми визначили деяю И показники, яю вказують на прирют активносп супероксиддисмутази та зменшен-ня активносп каталази. Таким чином, в еритроцитах людей 1з розладами психжи та поведшки внаслщок вживання алкоголю ввдбуваються протилежно направлен змши активносп супер-оксиддисмутази та каталази, що створюе передумови для акти-вапи втьнорадикальних процеов.
Виявлене нами зростання вмтсту глутатюну на фон збшь-шення активносп глутатюнредуктази служить для забезпечен-ня функцюнування глутатюнпероксидази. Враховуючи залеж-шсть глутатiоновоi системи в1д пулу в1дновленого нжотин-амщаденшдинуклеотидфосфату та в1дновленого нжотинамщ-аденшдинуклеотиду, тдвищення продукци лактату в еритроцитах, на наш погляд, вщображае активацю глжол1зу з метою захисту мембрани та гемового зал1за вщ активних форм кисню. Виявлена динамжа показниюв сввдчить про прооксидантне навантаження за вживання алкоголю та спроби компенсувати дисбаланс у першiй лшц системи антиоксидантного захисту.
Треба зазначити, що проведення паралельних бкштчних, бюф1зичних [ морфолопчних дослщжень еритроципв розши-рюе можливосп встановлення глибини ураження органзму, а також дае можливгсть широкому колу достдниюв виявляти ефектившсть лiкувально-профiлакгичних заходв для лжування алкогсшзму та наркоманii.
Висновки
Дослщження кшьюсного складу еритроципв [ гемоглобшу, а також iх сшввщношення в людей 1з розладами психжи та поведшки внаслщок вживання алкоголю виявило зниження кшь-косп еритроципв [ гемоглобшу на 42,2% [ 25,1% вщпов1дно, що свщчить про наявтсть у них анемiчноi гiпоксii.
У людей 1з такими розладами психжи та поведшки вщзначаеться зниження осмотичжи стгйкосп еритроципв до гемол1зу за р1зжи концентрацц натрiю хлориду.
Попршення стану еритроцитарних мембран тксно корелюе з1 зменшенням розшр!в еритроципв, а також р1зними змшами
к мжрорельефу. Понижена активн1сть глутат1онпероксидази в еритроцитах мае високу специф1чн1сть у bcíx обстежених пац1-ент1в експериментально! групи, тому цей показник може слу-жити новим маркером для таких людей, а змши 1нших показ-ник1в окисного стресу в1дображають неспециф1чт порушення в орган1зм1 у вщповщь на тривале вживання алкоголю.
References
Ainul, M., Badrul, M., & Sultana, T. (2017). Efficient approach to detect hypochromic and normochromic anemia through image processing. Journal of Computer Applications, 159(2), 1-5. Bergamini, C., Gambetti, S., Dondi, A., & Cervellati, C. (2004). Oxygen, reactive oxygen species and tissue damage. Current Pharmaceutical Design, 10(14), 1611-1626.
Bianchini, K., & Wright, P. A. (2013). Hypoxia delays hematopoiesis: Retention of embryonic hemoglobin and erythrocytes in larval rainbow trout, Oncorhynchus mykiss, during chronichypoxia exposure. Journal of Experimental Biology, 216(23), 4415-4425. Billieux, J. (2014). Overview of internet addiction. Alcohol and Alcoholism, 49(1), 19.
Bunt, G. (2014). Nutritional and alternative interventions in addiction
medicine. Alcohol and Alcoholism, 49(1), 31. Chick, J. (2014). Recovery: Twelve simple steps to life beyond addiction.
Alcohol and Alcoholism, 50(1), 103-105. Eve, D., Steele, M., Sanberg, P., & Borlongan, C. (2016). Hyperbaric oxygen therapy as a potential treatment for post-traumatic stress disorder associated wilh traumatic brain injury. Neuropsychiatry: Disease and Treatment, 12(2), 2689-2705.
Foroughi, M., Maghsoudi, Z., & Askari, G. (2016). The effect of vitamin D supplementation on blood sugar and different indices of insulin resistance in patients with alcoholic fatty liver disease (NAFLD). Iran Journal of Nurse Midwifery Research, 21(1), 100-104. González-Alonso, J. (2012). ATP as a mediator of erythrocyte-dependent regulation of skeletal muscle blood flow and oxygen delivery in humans. Journal of Physioljgy, 590(20), 5001-5013. Hafez, E., Hamad, M., Fouad, M., & Abdel-Lateff, A. (2016). Auto-brewery syndrome: Ethanol pseudo-toxicity in diabetic and hepatic patients. Human and Experimental Toxicology, 4, 1-6. Hajela, R. (2014). Assessment, diagnoses and treatment for addiction is
addiction. Alcohol and Alcoholism, 49, 8-9. Kayani, M. A., & Parry, J. M. (2010). The in vitro genotoxicity of ethanol
and acetaldehyde. Toxicology, 24(1), 56-60. Khalsa, J. H. (2014). Nutrients, nutrition, nutrigenomics and nutrigenetics in
addiction disorders. Alcohol and Alcoholism, 49(1), 31. Ko, C. H. (2014). The next step of internet addiction in Taiwan. Alcohol and
Alcoholism, 49(1), 39. Koivu, S. (2014). Palliative care equality for people with IV drugaddiction.
Alcohol and Alcoholism, 49(1), 65. Koob, G. F. (2014). Addiction as a reward, stress and executive function
disorder. Alcohol and Alcoholism, 49(1), 11. Kurniasanti, K. S. (2014). Psychiatric trainee's perspective towards addictionin
university of Indonesia. Alcohol and Alcoholism, 49(1), 53. Kutubi, A., Giles, S., & Brennan, D. (2016). Investigating the effects of early embryonic ethanol exposure on primary cilium morphology. Reproductive Toxicology, 64, 46.
Leggio, L. (2011). Alcohol and tobacco. Medical and sociological aspects of
use, abuse and addiction. Alcohol and Alcoholism, 46(3), 366. Miller, R. R. (2012). Ethanol-induced lipid peroxidation and apoptosis in embryopathy. Alcohol, nutrition, and health consequences. Humana Press, New York.
Moskalewicz, J., Razvodovsky, Y., & Wieczorek, L. (2016). East-west disparities in alcohol-related harm. Alcoholism and Drug Addiction, 29(4), 209-222.
Najafipour, H., & Beik, A. (2016). The impact of opium consumption on blood glucose, serum lipids and blood pressure, and related mechanisms. Front Physiology, 7, 436-440. Nielsen, D. A., Bahl, A. H. A., Varma, P., Kellogg, S., Borg, L., & Kreek, M. J. (2012). Former heroin addicts with or without a history of cocaine dependence are more impulsive than controls. Drug and Alcohol Dependence, 124, 114-120. Oslin, D. (2011). Personalized addiction treatment: How close are we?
Alcohol and Alcoholism, 46(3), 231-232. Raheb, G., Khaleghi, E. A., Moghanibashi-Mansourieh, F., Farhoudian, A., & Teymouri, R. (2016). Effectiveness of social work intervention with a systematic approach to improve general health in opioid addicts in
addiction treatment centers. Psychology Research Behaviour Management, 9, 309-315.
Rehm, J., & Poznyak, V. (2015). On monitoring unrecorded alcohol consumption. Alcoholism and Drug Addiction, 28(2), 79-89.
Renwick, J. H., & Asker, R. L. (2008). The time course of response of erythrocyte volume to ethanol and to its withdrawal. Clinical and Laboratory Haematology, 4(3), 325-326.
Welle-Strand, G. K. (2014). Norway: A new full specialty in addiction medicine. Alcohol and Alcoholism, 49(1), 13-14.
Wigmore, J. G. (2009). Blood ethanol concentrations are less stable than serum or plasma upon storage because of oxyhemoglobin-mediated oxidation of ethanol to acetaldehyde. Journal of Analytical Toxicology, 33(3), 182-183.
