СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ МЕМБРАН ЭРИТРОЦИТОВ У ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ РАЗНЫХ ЭТНИЧЕСКИХ ГРУПП ПОСЛЕ ОДНОКРАТНОГО ПРИЕМА ЭТАНОЛА Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 1991 УДК 612.1 1 1.22.014.46:615.31:547.262

Ю. А. Рахманик, Н. Ф. Кушнерова, А. Е. Буланов

СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ МЕМБРАН ЭРИТРОЦИТОВ У ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ РАЗНЫХ ЭТНИЧЕСКИХ ГРУПП ПОСЛЕ ОДНОКРАТНОГО ПРИЕМА ЭТАНОЛА

Тихоокеанский океанологический институт Дальневосточное отделение АН СССР, Владивосток; НИИ общей и коммунальной

гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва

В литературе [4—8] имеются сведения об изменении строения и функции мембран эритроцитов у больных алкоголизмом, относящихся к европеоидам. Показгно, что у таких больных в мембранах возрастает молярное соотношение холесте-рин/фосфолипиды, увеличивается микровязкость. Активация перекисного окисления липидов при хронической алкогольной интоксикации сопровождается уменьшением содержания полиеновых жирных кислот, что способствует снижению окисля-емости мембран и повышению их ригидности. В то же время исследования в указанном направлении при однократном приеме этанола здоровыми людьми, в частности коренными жителями Севера СССР, практически отсутствуют. Однако быстрое становление у них симптомов алкоголизма [2, 3] обусловливает необходимость сравнительного исследования метаболических реакций на этанол у представителей коренной и пришлой популяций, проживающих в одинаковых условиях Севера.

Эксперимент проводили в условиях наркологического стационара на мужчинах 25—30 лет, разделенных на 3 группы (по 10 человек в каждой): 1-я группа — здоровые, не употребляющие алкоголь испытуемые пришлой популяции (европеоиды); 2-я — здоровые, не употребляющие алкоголь коренные жители Магаданской области (чукчи); 3-я — больные алкоголизмом II стадии, поступившие в стационар за день до эксперимента и не получавшие медикаментозной терапии. Обследуемые однократно получали 40 % раствор этанола в расчете 3 мл на 1 кг массы тела. Кровь брали до приема раствора этанола (фон) и через 1, 2 и 4 ч после него. До начала эксперимента у испытуемых методом газожидкостной хроматографии определяли содержание этанола в крови. У здоровых оно было в пределах концентрации эндогенного этанола (0,2—0,3 г/л).

Экстракцию липидов из эритроцитной массы осуществляли по методу G. Folch и соавт. [9]. Общие липиды определяли бихроматным методом S. Pande и соавт. [10], суммарное содержание фосфолипидов в липидных экстрактах — методом V. Vaskovsky и соавт. [15]. Приготовление сили-кагеля и пластинок для микротонкослойной хроматографии проводили, как описано V. Svetachev и V. Vaskovsky [13]. При проведении двумерной хроматографии фосфолипидных фракций применяли системы растворителей, описанные G. Rou-ser и соавт. [11]. Для обнаружения пятен фос-

фолипидов использовали общие и специфические реагенты: а) 10 % серную кислоту в метаноле. Хроматограмму опрыскивали и нагревали до появления темных пятен на белом фоне; б) молибдат-ный реагент для обнаружения фосфолипидов [15] и фосфорсодержащих фракций [16] ; в) 0,2 % нингидрин в ацетоне. Хроматограмму нагревали в парах воды до появления красно-фиолетовых пятен фосфолипидов, содержащих аминогруппу; г) реагент Драгендорфа, приготовленный по методу H. Wagner и соавт. [17] для холиносодер-жащих липидов. Пластинку опрыскивали до влажного состояния, и липиды проявлялись в виде оранжевых пятен.

Количественное определение индивидуальных фракций фосфолипидов, разделенных микротонкослойной хроматографией, осуществляли методом V. Vaskovsky и соавт. [15] и выражали в процентах от суммы всех фракций. Для определения жирнокислотного состава липиды подвергали ме-танолизу с хлористым ацетилом [1]. Эфиры жирных кислот анализировали на хроматографе с пламенно-ионизационным детектором. Жирные кислоты идентифицировали путем сравнения как удерживаемых объемов в исследуемой смеси, так и стандартных препаратов метиловых эфиров жирных кислот (Ci6—Сг4)-

После однократного приема этанола в эритро-цитарных мембранах испытуемых отмечалась тенденция к постепенному снижению количества общих фосфолипидов. Так, у здоровых пришлой популяции оно снизилось в среднем на 7—8 % и к 4-му часу составляло 57,39±2,14 % от общего количества липидов по сравнению с 62,38±2,78 % до эксперимента. У здоровых лиц коренной популяции количество общих фосфолипидов снизилось в течение 4 ч в среднем на 8—10 %, причем наибольшее понижение отмечалось на 2-м часу эксперимента (65,84±2,61 % по сравнению с 73,16±2,84 % в фоне). Значительное снижение содержания общих фосфолипидов (на 10—12 %) отмечалось и в эритроцитарных мембранах больных алкоголизмом после однократного приема этанола. Через 2 ч эксперимента эта величина составляла 38,42±2,28 % по сравнению с 43,66± ±2,26 % в фоне.

При изучении фосфолипидного спектра эритроцитарных мембран здоровых людей пришлой популяции через 1 ч после приема этанола зарегистрировано статистически достоверное уменьшение количества фосфатидилхолина (ФХ) в сред-

нем на 10%, что составляло 29,94+1,61 % по сравнению с 33,27+1,46 % в фоне (р<0,05). Через 4 ч пониженный уровень ФХ сохранился. Одновременно увеличивалось содержание лизо-фосфатидилхолина (ЛФХ), величина которого к 4-му часу эксперимента составляла 5,09+0,46 % по сравнению с 2,43±0,32 % в фоне (р<0,001). Заметна тенденция к снижению уровня сфинго-миелина (СМ) и увеличению концентраций этано-ламиновых фракций (фосфатидилэтаноламина — ФЭ, лизофосфатидилэтаноламина — ЛФЭ, фос-фатидилсерина — ФС). Суммарное содержание их к 4-му часу эксперимента составляло 35 % по сравнению с 32 % в фоне. Обращает на себя внимание статистически достоверное снижение количества фосфатидилинозита (ФИ) через 4 ч после приема этанола в среднем на 22% (р<0,05).

В эритроцитарных мембранах здоровых людей коренной популяции после однократного приема этанола также обнаружены изменения в соотношении фракций фосфолипидов. Статистически достоверно снизилось количество ФХ как на 1-й, так и на 4-й час эксперимента (соответственно 22,24+ 1,48 и 21,69+1,33 %, фон 27,46+1,77 %). Значительно повысилась доля ЛФХ (в среднем на 122 и 144 %, /?<0,001), что на 4-й час после приема этанола составляло 7,73+0,53 % по сравнению с 3,17+0,29 % в фоне. Достоверно увеличилось количество ФЭ: на 4-м часу опыта оно составляло 28,59+1,08 % (р<0,02) по сравнению с 23,24 + 1,22 % в фоне, а также ФС на 10— 12 %. К 4-му часу постепенно снизилось количество ФИ, что составляло 3,53+0,21 % (фон 4,83+0,31 %; р<0,001). Следует отметить увеличение содержания фосфатидной кислоты (ФК) через 1 ч после приема этанола в среднем на 19% (р<0,02), а к 4-му часу — на 27% (р<0,001). Также заметна тенденция к увеличению количества дифосфатидилглицерина (ДФГ) в среднем на 14—17% (1,3+0,1 % на 4-м часу по сравнению с 1,1+0,1 % в фоне).

Фосфолипидный состав эритроцитарных мембран больных алкоголизмом качественно отличался от такового у здоровых людей. Так, помимо фосфолипидных фракций, характерных для нормальной эритроцитарной мембраны, нами были обнаружены лизодифосфатидилглицерин (ЛДФГ) и лизофосфатидная кислота (ЛФК). После однократного приема этанола больными алкоголизмом в эритроцитарных мембранах появилась еще одна фракция фосфолипидов в количестве около 1 %, которая окрашивалась при идентификации реактивами на принадлежность ее к фосфолипи-дам, приготовленными по методам [15, 16]. Эту фракцию мы обозначили буквой х. На хромато-грамме она располагается выше фракции ДФГ. В работе М. М. Рахимова и'соавт. [4] эта фракция была подробно проанализирована и по химическому составу определена как фосфатидилэта-нол. Помимо изменений в качественном составе фосфолипидных фракций мембран эритроцитов

после однократного приема этанола больными алкоголизмом, были выявлены и количественные изменения. Так, статистически достоверно увеличилось количество ЛФХ в среднем на 16 % к 4-му часу эксперимента (6,12+0,34 %, фон 5,28+0,24 %; р<0,05) при одновременном равнозначном снижении количества ФХ и СМ в среднем на 5 %. Количество ЛФЭ и ФС в ряду этанолами-новых фракций увеличилось: первого на 10 % (6,81+0,53 %, фон 6,2+0,31 %), второго на 3 %. Следует отметить выраженную тенденцию к понижению уровня кислых фракций фосфолипидов (ФИ и ДФГ) в среднем на 8—12 %. Количество ФК уменьшилось через 1 ч эксперимента на 36 %, а к 4-му часу — на 39 % (соответственно 2,0+0,28 и 1,9+0,13%, фон 3,11+0,12 %; р<0,001). В то же время значительно возросло содержание ЛДФГ — на 24 % и ЛФК — на 22 % (соответственно 1,5+0,09 и 2,3+0,2 % по сравнению с 1,2+0,06 и 1,9+0,09% в фоне; р<0,05).

Изучение динамики жирнокислотного спектра эритроцитарных мембран у здоровых людей пришлой популяции после однократного приема этанола обнаружило изменения в их соотношении на 4-м часу эксперимента. Увеличилось количество насыщенных жирных кислот с короткой цепью — миристиновой (14:0) и пальмитиновой (16:0) в среднем на 7—9 %. В то же- время количество стеариновой кислоты (18:0) уменьшилось до. 12,38+0,63 % (фон 13,12+0,77%). Одновременно возросла доля моноеновых жирных кислот — пальмитолеиновой (16:1) и олеиновой (18:1) в среднем на 5—6 % (соответственно 3,32+0,24 и 18,3+0,87%, фон 3,14+0,19 и 17,36+0,92 %). Среди полиненасыщенных жирных кислот снизилось количество жирных кислот омега-6-ряда: количество линолевой (18:2) кислоты уменьшилось в среднем на 13 % (13,26+0,79 % против 15,28+ +0,86 % в фоне), а арахидоновой (20:4) — на 6 % (13,38+0,77 % против 14,2+0,81 % в фоне). В ряду жирных кислот омега-3-ряда увеличилось количество линоленовой (18:3) кислоты на 12 %, а эйкозапентаеновой (20:5) на 7 % (соответственно 1,37+0,12 и 2,19+0,1% по сравнению с 1,22+0,11 и 2,04+0,14% в фоне). Однократный прием этанола сопровождался небольшим увеличением индекса насыщенности (0,72 против 0,69 в фоне).

В эритроцитарных мембранах здоровых людей коренной популяции также прослеживалась тенденция к увеличению количества насыщенных жирных кислот. Возросло количество моноеновых жирных кислот в среднем на 3—4 %. Среди полиненасыщенных жирных кислот значительные изменения отмечались в количестве жирных кислот 18:3 и 20:5 (соответственно 1,69+0,13 и 5,21+0,28% по сравнению с 1,8+0,17 и 5,73+ +0,39% в фоне). Вместе с тем отмечалось небольшое увеличение 18:2 — на 3 % (11,05+0,77 % против 10,7+0,86 % в фоне) и докозагексаено-

вой (22:6) — на 2 % (7,43±0,35 % против 7,28± ±0,41 % в фоне).

При исследовании жирнокислотного спектра эритроцитарных мембран больных алкоголизмом после однократного приема этанола были обнаружены незначительные отклонения от фоновых показателей (в среднем на 1—2 %). Так. увели-I чилось количество насыщенных (52 % против 51 % в фоне) и моноеновых жирных кислот (25,3 % против 25 % в фоне). В то же время снизилась концентрация полиненасыщенных жирных кислот омега-6- и омега-3-ряда.

Изучение динамики основных жирных кислот в ФХ и ФЭ эритроцитарных мембран показало, что через 4 ч после приема этанола их соотношение претерпевало изменение во всех группах испытуемых. Однако наибольшим изменениям был подвержен жирнокислотный состав ФХ, чем таковой ФЭ. Так. в ФХ здоровых людей пришлой и коренной популяций увеличились сумма насыщенных жирных кислот (соответственно 45 и 50%, фон 44 и 49%), а также индекс насыщенности (0,82 и 1, фон 0,79 и 0,96).

В ФХ эритроцитов людей пришлой популяции уменьшилось количество жирных кислот 18:2 и 20:4 (соответственно 18,08±0,74 и 10,72±0,57 %, * фон 18,83±0,86 и 11,4±0,48 %). В ФХ эритро-

цитов людей коренной популяции снизилось количество жирной кислоты 18:3 на 8 %, а 20:5 на 2 % (соответственно 9,93±0,48 л 6,1 ±0,21 %, фон 10,8±0,62 и 6,3±0,27 %). Изменения установлены и в жирнокислотном спектре ФЭ, но они не затрагивали индекса насыщенности. Так, в ФЭ эритроцитарных мембран здоровых людей пришлой популяции увеличилось количество моноеновых кислот в среднем на 6 % (24,1 % против 23 % в фоне) при одновременном снижении уровня жирной кислоты 20:4 на 4 %. В ФЭ эритроцитарных мембран здоровых людей коренной популяции также повысилось содержание моноеновых жирных кислот (21,4 % против 20,9 % в фоне). В то же время количество жирных кислот ^ 18:3 и 20:5 уменьшилось в среднем на 3—6 %.

В ФХ и ФЭ эритроцитарных мембран больных алкоголизмом рассогласование спектра жирных кислот после однократного приема этанола носило более выраженный характер. Повысилась сумма насыщенных жирных кислот в среднем на 2 %, и на эту же величину уменьшилось количество ненасыщенных (соответственно в ФХ индекс насыщенности равен 1,33, фон 1,22; в ФЭ — 1,13, фон 1,04). Эти изменения связаны с повышением содержания жирных кислот 16:0 и 18:0 в изученных фосфолипидных фракциях при одновременном снижении концентрации полиненасыщенных жирных кислот (18:2 преимущественно в ФХ и 20:4 в ФЭ). Ф Исследование липидных компонентов эритро-

цитарных мембран показало, что у всех испытуемых однократный прием этанола сопровождался изменением их структурной организации.

В динамике эксперимента наблюдались метаболические взаимопревращения фосфолипидных фракций, которые проявлялись в изменении их соотношения. Этому способствовала повышенная активность фосфолипаз, что подтверждается увеличением содержания лизофракций фосфолипидов в мембране эритроцитов здоровых людей после однократного приема этанола, а также появление дополнительно к ЛФХ и ЛФЭ у больных алкоголизмом ЛДФГ и ЛФК. В пользу этого свидетельствует и повышенная концентрация ФК, которая может образовываться из ФХ и ФИ при действии фосфолипазы О. Увеличение содержания этаноламиновых фракций фосфолипидов, по-видимому, связано с ускорением реакции ацилирова-ния лизофосфолипидов, а также взаимопревращением ФХ в ФЭ, а ФЭ в ФС, присоединением этаноламина, который в свою очередь может образовываться из этанола [12]. У всех испытуемых снижение концентрации ФИ в эритроцитарных мембранах предполагает снижение их устойчивости к этанолу [14]. Сравнение концентрации ФИ в эритроцитарных мембранах здоровых людей коренной и пришлой популяций показало, что эритроциты первых по этому признаку обладают значительно меньшей устойчивостью к этанолу.

При сравнении жирнокислотных спектров установлено, что наибольшим изменениям подвержены эритроцитарные мембраны здоровых людей. Менее всего жирнокислотный состав был изменен в эритроцитарных мембранах больных алкоголизмом, т. е. в данном случае проявляется устойчивость эритроцитарной мембраны больных алкоголизмом к разжижающему эффекту этанола.

Общим признаком для всех групп испытуемых в ответ на однократный прием этанола было увеличение индекса насыщенности жирных кислот. Однако, сравнивая биологические эффекты этанола на соотношение полиненасыщенных жирных кислот у европеоидов и монголоидов, удалось отметить, что у первых изменениям подвержены преимущественно жирные кислоты омега-6-ряда, а у вторых — омега-3-ряда. При исследовании жирно-кислотного состава ФХ и ФЭ эритроцитарных мембран здоровых людей было выявлено, что после однократного приема этанола происходит изменение их молекулярных форм. Обычные виды этих фосфолипидов в положении 1 содержат жирную кислоту 16:0, а в положении 2 — ненасыщенную жирную кислоту. В наших исследованиях в составе ФХ мембран эритроцитов здоровых людей после приема этанола обнаружено повышение доли насыщенных жирных кислот, в частности 16:0, а в \ ФЭ — моноеновых (16:1 и 18:1) жирных кислот при одновременном снижении концентрации полиненасыщенных жирных кислот. По-видимому, это связано с включением в положение 2 лизофосфолипидов насыщенных и моноеновых кислот.

Обнаруженные нами молекулярные виды. ФХ и

ФЭ в структуре эритроцитарных мембран изменяют их физико-химические свойства и в первую очередь проницаемость. Преобладание в эритроцитах монголоидов полиненасыщенных жирных кислот преимущественно омега-3-ряда, имеющих более длинные углеродные цепи и большее число ненасыщенных связей (18:3, 20:5, 22:6), чем таковые в мембранах европеоидов (18:2, 20:4), предполагает, что у первых мембраны эритроцитов более подвержены разжижающему действию этанола.

Появление новой фракции фосфолипидов в мембране эритроцитов у больных алкоголизмом (фос-фатидилэтанола) и отсутствие таковой у здоровых людей после однократного приема этанола позволяют рекомендовать определение этой фракции для биохимического тестирования лиц с хронической алкогольной интоксикацией и случайно употребивших алкоголь.

Литература

1. Кейтс М. Техника липидологии.— М., 1975.

2. Короленко Ц. П., Бочкарева Н. Л. Особенности некоторых экзогенных интоксикаций в условиях Севера.— М., 1982.

3. Найденова Н. Г. // Всесоюзный съезд невропатологов, психиатров и наркологов, 8-й: Тезисы докладов.— М., 1988,- С. 293-295.

4. Рахимов М. М., Алматое К. Т., Мирталипов Д. Т. и др. // Вопр. мед. химии,— 1988,— № 3,— С. 101 — 106.

5. Юсупова И. У., Остремский В. Д., Маркова М. Н. //

© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 1991 УДК 614.7:313.6

Установление степени влияния вредных факторов окружающей среды, включая природно-клима-тические, на состояние здоровья населения в настоящее время является одной из самых актуальных задач гигиены. Особую актуальность этот вопрос приобретает в региональном аспекте, что обусловлено необходимостью развития исследований по выявлению закономерностей влияния окружающей среды на здоровье населения, которое недостаточно изучено в гигиене окружающей среды как в нашей'стране, так и за рубежом. Региональный подход необходим также для решения вопросов диагностики происходящих в организме изменений, оценки степени опасности факторов окружающей среды и установления их действующих и пороговых уровней воздействия.

В нашей стране изучение неблагоприятного влияния атмосферных загрязнений проводилось главным образом в районах размещения источников загрязнения воздушной среды. Однако воз-

Гематол. и трансфузиол.— 1988.— № 2.— С. 37—42.

6. Beauge F., Zerouga М. // Alcohol and Alcoholism.— 1989.— Vol. 24,— P. 366.

7. Benedeffi A., Birarelli A. M., Bruneiii E. et al. // Pharmacol. Res. Cornmun.— 1986.—Vol. 18.—P. 1003—1014.

8. Cooper R. A. // The Red Membrane.— New York, 1970.— Vol. 7,- P. 48-74.

9. Folch G., Less M., Stcane Stanley G. H. // J. biol. Chem.— 1957,-Vol. 226.- P. 497—509.

10. PandeS., Parvin К. E., Venkilasubremaniam T. A. //Analyt. Biochem.— 1963.—Vol. 6,—P. 415—423.

11. Rouser G., Kritchevsky G., Yamamoto A. 11 Lipid Chromatographic Analysis.— New York, 1967.— Vol. 1.— P. 99—162.

12. Sarasua M. M.. Faught K. R., Gordin D. M. // National Conference on Alcohol Abuse and Alcoholism, 2-d: Abstracts.— San Diego, Calif.— 1988,— P. 54.

13. Svetachev V. I., Vaskovsky V. E. // J. Chromatogr.— 1972,— Vol. 67,— P. 376—378.

14. Taraschi Т. F., Ellingsen J. S., Wu A. Z. R., Rubin E. 11 Proc. nat. Acad. Sei. USA.— 1986,— Vol. 83.— P. 9398—9402.

15. Vaskovsky V. E„ Kostetsky E. Y., Vasenden I. M. // J. Chromatogr.—1975.—Vol. 114,—P. 129—141.

16. Vaskousky V. £., Lctishev N. A. // Ibid.—Vol. .15.— P. 246—249.

17. Wagner H„ Hörhammer L., Wolff Р. Ц Biochem. Z.— 1961,—Bd 334,—S. :75—184.

Поступила 25.06.90

Summary. Comparative data of phospholipids and fatty acids contents in erythrocytes of the people working in the North after the single uptake of ethanol are given. The increase of the fatty acids saturation index in all groups was noted. The modifications of the polyunsaturated fatty acids from omega-6-series for Europeans and omega-3-series for mongolians was also found.

СРЕДЫ

действию воздушных примесей на состояние здоровья населения, проживающего на всей территории города, уделяется еще недостаточное внимание, хотя работы такого рода имеют большое значение, так как они позволяют рационально планировать и проводить в населенных пунктах оздоровительные мероприятия.

На основании ретроспективного анализа показателей загрязненности атмосферного воздуха, питьевой воды и параметров метеорологических факторов Актюбинск был условно разделен на 2 зоны: 1-ю — контрольную, находящуюся на расстоянии 10—11 км от основных источников загрязнения окружающей среды, 2-ю — опытную, расположенную вблизи (1,5—2 км) основных источников загрязнения — завода хромовых соединений и завода ферросплавов. Всего за период наблюдения проанализировано 5 тыс. проб атмосферного воздуха, около 600 проб питьевой воды и 2000 бюллетеней погоды.

Т. К■ Каримов, Ж■ А. Молдашев, Б. В. Засорин, М. А. Жумангарин

О РЕГИОНАЛЬНЫХ ОСОБЕННОСТЯХ ВЛИЯНИЯ ФАКТОРОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ

НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ

Актюбинский медицинский институт