CC BY
67
УДК 615.37:616.216.1-002
СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ЭРИТРОЦИТОВ У БОЛЬНЫХ С ГНОЙНЫМ ВЕРХНЕЧЕЛЮСТНЫМ СИНУСИТОМ
© Будяков С.В., Конопля Н.А., Гаврилюк В.П., Конопля А.И.
Белгородский государственный университет, Белгород; кафедра оториноларингологии, кафедра биологической химии Курского государственного медицинского университета, Курск
E-mail: [email protected]
В клинических исследованиях изучены нарушения структурно-функциональных свойств эритроцитарной мембраны у больных острым и обострением хронического гнойного верхнечелюстного синусита. Выявлены достоверные связи между изменениями в представительности белков мембран эритроцитов и клиническими проявлениями верхнечелюстного синусита. Определена эффективность традиционного лечения в коррекции нарушений структурно -функциональных свойств эритроцитов.
Ключевые слова: острый и хронический гнойный верхнечелюстной синусит, эритроцитарная мембрана, белки мембран эритроцитов.
STRUCTURAL AND FUNCTIONAL DISTURBANCES OF RED BLOOD CELLS IN PATIENTS WITH ACUTE
PURULENT OF GENYANTRUMS Budyakov S.V., Konoplya N.A., Gavrilyuk V.P., Konoplya A.I.
Belgorod State University, Belgorod;
Otorhynolaryngology Department, Biochemistry Department of the Kursk State Medical University, Kursk In clinical researches disturbances of structurally functional properties of erythro-cyte membrane in patients with acute and exacerbation of chronic purulent maxillary sinusitis are studied. Authentic communications between changes in imposing appearance of erythrocytes fibers of membranes and clinical implications of maxillary sinusitis are taped. Efficiency of traditional treatment in correction of disturbances of structurally functional properties of erythrocytes is defined.
Keywords: acute and chronic purulent genyantrum, erythrocyte membrane, proteins of membranes of erythrocytes.
В патогенезе заболеваний, характеризующихся нарушением мембранных структур клеток, важную роль играют эритроциты. Модификация гликопротеиновых компонентов мембран этих клеток лежит в основе нарушения их адсорбционных и адгезивных свойств, транспортной и им-мунорегуляторной функций. Воздействие на мембранные структуры эритроцитов лекарственных и физиотерапевтических средств вызывает иммунометаболические эффекты, направленность и выраженность которых определяется особенностями нарушений биохимических процессов физиологических функций, а также механизмом действия применяемых средств их коррекции
[5, 6].
Сегодня можно с убедительностью утверждать, что эритроциты вовлекаются в патологический процесс не только при гематологических заболеваниях, но и претерпевают серьезные изменения структуры и функции при болезнях разного генеза [2, 5]. В литературе имеются данные, позволяющие предположить существование определенной зависимости между антигенной структурой мембраны красных клеток крови и способностью организма развивать защитные иммунопатологические реакции на различные чужеродные антигены, риском возникновения
патологических процессов, их исходов и эффективностью лечения и т.д. [2, 9].
Изучение структурно-функциональных
свойств эритроцитов при различных сочетаниях позволит получить новые данные о механизме эритроцитзависимого действия лекарственных средств и выявить фармакологические схемы, эффективно корригирующие иммунометаболиче-ские процессы и функциональную активность клеток различных физиологических систем при состояниях, характеризующихся нарушением структуры, метаболизма и функций эритроцитов [2, 6], в том числе и при воспалительных заболеваниях верхнечелюстных пазух (ВЗВП) [1, 7,
8, 11].
Исходя из этого, целью исследования стало выявление нарушений структурно-
функциональных свойств мембраны эритроцитов у больных с острым и обострением хронического верхнечелюстного синусита.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Под постоянным наблюдением находилось 42 больных с верифицированным диагнозом острый гнойный верхнечелюстной синусит (ОВС) и
39 больных - с обострением хронического верхнечелюстного синусита (ОВС). Диагноз верхнечелюстного синусита верифицировался на основании анамнеза, характерной клинической картины, лабораторных и рентгенологических данных.
В исследование включались пациенты в возрасте 20-35 лет с тяжестью состояния не выше среднетяжелого, лица без или с сопутствующей соматической патологией в стадии полной ремиссии; получавшие терапию, включающую пункцию и дренирование пазухи (или пазух) в первые сутки поступления, антибиотикотерапию, включающую цефалоспорины III поколения (цефотак-сим по 1,0 внутримышечно через 8 часов), анти-микотические (флуконазол 50 мг/сут внутрь), ан-тигистаминные (кларидол по 10 мг/сут внутрь) препараты и местно раствор диоксидина с декса-метазоном; с переносимостью использованных в исследовании фармакологических препаратов и с информированным согласием на участие в исследовании. Критерии стандартизации в группах: диагноз, способ лечения, возраст, тяжесть состояния, длительность анамнеза, пол. Группа контроля состояла из 15 здоровых доноров-добровольцев того же возраста.
Лабораторные методы исследования крови проводились по общепринятым методикам при поступлении больных в стационар. При оценке гемограмм за основу брались физиологические нормы, соответствующие международной системе единиц (СИ) в клинических исследованиях [4].
Эритроциты получали из 5 мл гепаринизиро-ванной крови по методу E. Beutler [13]. Определяли сорбционную способность эритроцитов (ССЭ) по отношению к витальным красителям [12] и сорбционную емкость их гликокаликса (СЕГ) [10]. О функциональном состоянии эритроцитов судили также по содержанию в них малонового диальдегида (МДА) [4].
Мембраны эритроцитов получали методом G.T. Dodge [14]. Электрофорез проводили в присутствии додецилсульфата натрия в вертикальных пластинах полиакриламидного геля по методу U.K. Laemmli [16]. Белки окрашивали кумаси голубым R-250 по модифицированной методике G. Fairbanks [15].
Статистическую обработку результатов исследования проводили по общепринятым методам, рассчитывая средние значения показателей (М) и ошибку средней арифметической (±m). Достоверность различий между средними определяли по непарному t-критерию Стьюдента [3].
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Так, у больных с ОВС при поступлении снижено количество Р-спектрина и подфракции ан-кирина и повышается содержание белка полосы 4.1, 4.2, дематина и тропомиозина, повышается общая сорбционная способность эритроцитов и концентрация малонового диальдегида (рис. 1).
Рис. 1. Структурно-функциональные свойства эритроцитов у больных ОВС и ОХВС при поступлении в клинику в зависимости от тяжести течения.
Примечание: 1 - радиусом окружности отмечены показатели у здоровых доноров (1 группа); 2 - - - показатели у больных с ОВС (2 группа); 3 - ... - показатели у больных с ОХВС (3 группа); 4 - О - р < 0,05 между показателями
2 и 3 групп по отношению к 1 группе; 5 - Ц - р < 0,05 между показателями 3 и 2 групп.
a-
спектрин
Актин Дематин
Рис. 2. Структурно-функциональные свойства и представительность белков мембран у эритроцитов здоровых доноров, обработанных одногруппной по системе АВО и Rh кровью in vitro сывороткой больных ВЗВП.
Примечание: Q- р < 0,05 между показателями по отношению к контрольной группе.
У больных с ОХВС дополнительно снижается количество а-спектрина, анионтранспортного белка, белка полосы 4.5, глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы (Г3ФД) и повышается количество актина, кроме этого, снижается общая сорбционная способность эритроцитов и достоверно больше возрастает внутриклеточная концентрация малонового диальдегида (рис. 2).
Таким образом, исходя из функций интегральных и периферических белков мембраны эритроцитов, можно заключить, что выявленные изменения так направлены на уменьшение прочности и деформируемости эритроцитарной мембраны, повышение общей сорбционной способности эритроцитов и их гликолаликса и снижение их метаболической активности, что, вероятно, ускоряет процессы старения красных клеток крови [2].
Инкубируя интактные эритроциты в течение 3 часов при температуре 37,0°С с одногруппной по системе АВО и ЯЪ сывороткой крови больных ОВС, выявлены изменения структурно-
функциональных свойств эритроцитов, аналогичные тем, что имеют место у больных ВЗВП: проявляющиеся снижением количества в мембране эритроцитов анкирина, дематина и повышением внутриклеточной концентрации МДА (рис. 2).
Особенно это наглядно при сравнении показателей структурно-функциональных свойств эритроцитов у здоровых доноров, обработанных сывороткой крови пациентов с ОВС, и больных ОВС по сравнению со здоровыми донорами и между собой (рис. 3).
Полученные результаты позволяют предположить, что пусковым механизмом в развитии нарушений структурно-функциональных свойств эритроцитов является развивающийся окислительный стресс, приводящий к окислительному модифицированию фосфолипидного слоя мембран эритроцитов, что нарушает белковолипидный баланс в эритроцитарной мембране, и к изменению представительности белкового спектра, т.к. помимо интегральных белков в мембране имеются периферические белки или частично
250 п
200 -
150
100 -
50
Я
8
а
н
*
х
в
а
8
В
X
<
X
Ч
Ч
А
О
и
X
=
з
о
=
о
о
=
о
а
н
Рис. 3. Структурно-функциональные свойства эритроцитов у здоровых доноров, после обработки сывороткой крови больных ОВС (светлые столбики), и у больных ОВС (темные столбики) по сравнению со здоровыми донорами (прямая линия).
Примечание: * - р < 0,05 между показателями по отношению к здоровым донорам.
Таблица 1
Эффективность традиционного лечения у больных ВЗВП в отношении показателей структурно-функциональных свойств эритроцитов
Белок (полоса) ОВС ОХВС
До ТЛ После ТЛ До ТЛ После ТЛ
а-спектрин (1а) - - 4 коррекция
Р-спектрин (1Р) 4 нормализация 4 нормализация
Анкирин (2) 4 - 4 -
Анионтранспортный белок (3) - - 4 коррекция
Белок полосы 4.1 (4.1) Т коррекция Т -
Паллидин (4.2) Т - Т -
Белок полосы 4.5 (4.5) - - 4 коррекция
Дематин (4.9) Т коррекция Т коррекция
Актин (5) - - Т -
Глицеральдегид-3 -фосфатдегидрогеназа (6) 4
Тропомиозин (7) Т - Т коррекция
СЕГ - - - -
ССЭ Т нормализация 4 коррекция
МДА Т коррекция Т коррекция
*
*
*
*
*
*
&
&
0
Примечание: 4 - значения ниже здоровых доноров; Т - значения выше здоровых доноров; ТЛ - традиционное лечение.
интегрированные, удерживаемые слабыми нековалентными связями, нарушаемыми неконтролируемым перекисным окислением липидов [2, 5, 6].
Интересным является факт различия в динамике ССЭ у больных ВЗВП в зависимости от формы заболевания. Так, при ОВС имеет место повышение сорбционной способности эритроцитов, тогда как при ОХВС, наоборот, - ее снижение (рис. 1).
После проведенного комплексного лечения у пациентов с ОВС выявлена нормализация представительности Р-спектрина и коррекция количества белка полосы 4.1 и дематина, тогда как у пациентов с ОВС, у которых изменения в мембране более выражены, определяется нормализация также количества Р-спектрина и коррекция представительности а-спектрина, анионтранспортного белка, белка полосы 4.5, дематина и тропомиози-на, при этом большинство других белков мембран
Таблица 2
Матрица множественных корреляций Спирмена между клинико-инструментальными и лабораторными показателями у больных с ВЗВП
Показатели Г оловная боль Нарушение носового дыхания Количество отделяемого из носа Отек слизистой полости носа Г иперемия слизистой полости носа
а-спектрин -0,30 -0,39 -0,24 -0,38 -0,31
Р-спектрин -0,73 -0,63 -0,39 -0,73 -0,61
Анкирин -0,70 -0,80 -0,72 -0,76 -0,74
АТБ -0,85 -0,73 -0,55 -0,82 -0,74
4.1 0,92 0,91 0,75 0,95 0,88
Паллидин 0,55 0,51 0,25 0,59 0,45
4.5 0,26 0,14 0,21 0,17 0,22
Дематин 0,82 0,71 0,65 0,77 0,76
Актин 0,84 0,75 0,54 0,84 0,73
Г3ФД 0,34 0,14 -0,06 0,29 0,17
Тропомиозин 0,85 0,73 0,55 0,83 0,74
гет 0,63 0,56 0,31 0,66 0,52
СЕГ -0,18 -0,22 -0,46 -0,13 -0,29
ССЭ 0,88 0,82 0,63 0,89 0,80
МДА -0,06 -0,17 -0,44 -0,04 -0,21
Примечание: черным курсивом обозначены достоверные корреляции (р<0,05).
эритроцитов остаются на прежнем уровне (табл. 1).
Кроме этого, традиционная фармакотерапия после оперативного вмешательства нормализует у больных ОВС общую сорбционную способность эритроцитов и корригирует концентрацию внутри клеток МДА, тогда как у больных ОХВС корригирует эти показатели (табл. 1).
При оценке матрицы множественной корреляции между клиническими показателями и лабораторными параметрами, отражающими структурно-функциональные свойства эритроцитов, у больных с ВЗВП выявлено достаточно большое количество достоверных корреляционных связей (табл. 2).
Из клинических параметров больше всего это касается болевого синдрома, гиперемии и отека слизистой полости носа, тогда как из лабораторных показателей наибольшее количество достоверных связей у представительности АТБ, анки-рина, дематина и ССЭ (табл. 2).
Полученные результаты подтверждают предположения о важной роли эритроцитов и физикохимических свойств их мембран в поддержании гомеостаза у пациентов с верхнечелюстным синуситом. Структурно-функциональные свойств
эритроцитов входят в цепь приспособительных механизмов, поддерживающих постоянство внутренней среды как в норме, так и в условиях патологии. Развивающийся «окислительный взрыв» приводит к повышению процессов перекисного окисления липидов как внутри клетки, так и в ее мембране, что характеризуется повышением внутриклеточного количества МДА. Это приводит к «вымыванию» холестерина из фосфолипид-ного слоя эритроцитарной мембраны, уменьшению ее липидной части, некоторой потере периферических низкомолекулярных мембранных белков и относительному повышению количества гликопротеидов, что, по-видимому, и повышает ССЭ у пациентов с ОВХ [9, 10].
Продолжающаяся уже системная воспалительная реакция приводит к продукции еще большего количества недоокисленных радикалов, что повышает перекисное окисление липидов. Поэтому при достижении некоторого критического уровня белково-липидного соотношения в эритроцитарной мембране происходит уже потеря частично интегрированных белков, что и приводит к снижению общей сорбционной способности эритроцитов, наблюдаемой у больных ОХВС [9].
Полученные результаты свидетельствуют о взаимосвязи между клинической картиной и изменениями структурно-функциональных свойств эритроцитов в условиях ВЗВП на фоне проводимой терапии [1, 2, 7], что подтверждает важность структурно-функциональных свойств эритроцитов в регулировании гомеостаза при верхнечелюстном синусите, тогда как недостаточная эффективность традиционных способов лечения выявленных нарушений структурно-
функциональных свойств эритроцитов у больных ВЗВП диктует необходимость поиска и апробирования в клинических условиях новых и эффективных схем фармакотерапии, направленных на коррекцию метаболического статуса красных клеток крови.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гуломов З.С. Изучение состояния специфического и неспецифического иммунитета больных хроническим гнойным риносинуситом в динамике местной иммунотерапии интерлейкином-1р // Аллергология и иммунология. - 2004. - Т. 5, № 1. - С. 7172.
2. Конопля А.И. Взаимосвязь структуры и функции эритроцитов с иммунным гомеостазом. - Курск: КГМУ, 2008. - 40 с.
3. ЛакинГ.Ф. Биометрия. - М.: Высшая школа, 1980. - 243 с.
4. Меньшиков В.В. Лабораторные методы исследования в клинике. - М.: Медицина, 1987. - 365 с.
5. Прокопенко Л.Г., Бровкина И.Л., Конопля А.И. Окислительный стресс. - Курск: ГОУ ВПО КГМУ Росздрава, 2008. - 68 с.
6. Прокопенко Л.Г., Конопля А.И., Бровкина И.Л. и др. Эритроцитзависимые эффекты лекарственных и физиотерапевтических средств. - Курск: КГМУ, 2008. - 336 с.
7. Рыбак А.А., Рыбак А.А., Матвеева Т.В., Непри В.Г. Влияние препарата синуфорте на качество жизни больных риносинуситом // Вестник оториноларингологии. - 2008. - № 3. - С. 56-58.
8. Рязанцев С.В., Хмельницкая Н.М., Тырнова Е.В. Роль слизистой оболочки в защите ЛОР-органов от потенциально патогенных для организма антигенных факторов // Вестник оториноларингологии. - 2002. - № 3. - С. 60-64.
9. Рязанцева Н.В., Новицкий В.В. Типовые нарушения молекулярной организации мембраны эритроцита при соматической и психической патологии // Успехи физиологических наук. - 2004. - Т. 1, № 1. - С. 53-65.
10. Семко Г.А. Структурно-функциональные изменения мембран и внешних примембранных слоев эритроцитов при гиперэпидермопоэзе // Украинский биохимический журнал. - 1998. - Т. 70, № 3. - С. 113-118.
11. Сирак С.В., Слетов А.А., Локтионова М.В. и др. Диагностика, лечение и профилактика верхнечелюстного синусита, возникающего после эндодон-тических вмешательств // Пародонтология. -2008. - Т. 48, № 3. - С. 14-18.
12. Тогайбаев А.А., Кургузкин А.В., Рикун И.В. Способ диагностики эндогенной интоксикации // Лаб. дело. - 1988. - № 9. - С. 22-24.
13. Beutler E. How do red cell enzymes age a new perspective // Brit. J. Haemat. - 1985. - Vol. 61. -P. 377-384.
14. Dodge G.T., Mitchell C., Hanahan D.J. The preparation and chemical characteristics of hemoglobin free ghosts of human erythrocytes // Arch. Biochem. Biophys. - 1963. - Vol. 100. - P. 119-130.
15. Fairbanks G., Steck T., Wallach D. Electrophoretic analysis of the major polypeptides of the human erythrocyte membrane // Biochemistry. - 1971. - Vol. 10. -P. 2606-2616.
16. Laemli U.K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacterophage T4 // Nature. -1970. - Vol. 227. - P. 680.
