Влияние ультрафиолетового излучения на содержание основных производных гемоглобина в цельной крови и ее растворах Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ

УДК 577.1+547

Бескровная Елена Васильевна Мосур Евгений Юрьевич

кандидат физико-математических наук

Потуданская Мария Геннадьевна

кандидат биологических наук Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского

potudan@rambler.ru

ВЛИЯНИЕ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА СОДЕРЖАНИЕ ОСНОВНЫХ ПРОИЗВОДНЫХ ГЕМОГЛОБИНА В ЦЕЛЬНОЙ КРОВИ И ЕЕ РАСТВОРАХ

Исследована динамика содержания основных производных гемоглобина при УФ-облучении цельной крови, суспензии эритроцитов и растворов крови. Показано, что фотопревращения производных гемоглобина в растворах крови происходят более интенсивно, чем в цельной крови и выделенной из нее суспензии эритроцитов.

Ключевые слова: основные производные гемоглобина, цельная кровь, УФ-излучение, экспозиционная доза, спектрофотометрический анализ.

Внедрение в клиническую практику различных методик УФ-облучения крови обуславливает большое значение исследований механизмов влияния ультрафиолетового излучения на биологические системы [4]. Одним из главных объектов воздействия УФ-излучения на кровь являются эритроциты, содержащие гемоглобин. Известно, что ультрафиолетовый свет индуцирует превращения производных гемоглобина, изменяющие состояние кислородного транспорта крови. Неоднозначность эффектов облучения делает необходимым постоянный контроль содержания

производных гемоглобина. Следует отметить, что в большинстве работ, посвященных исследованию влияния УФ-облучения на гемоглобин, используются растворы крови [2-4; 7].

Поэтому целью настоящей работы является исследование фотопревращений производных гемоглобина в цельной крови и ее растворах.

В работе использовались три вида образцов: цельная венозная кровь, выделенная из нее центрифугированием суспензия эритроцитов и растворы крови. Для осуществления гемолиза кровь подвергалась замораживанию.

с, %

Ш05, Дж/м2

Рис. 1. Зависимость содержания основных производных гемоглобина в цельной крови от экспозиционной дозы УФ-излучения

Вестник КГУ им. Н.А. Некрасова ♦ № 6, 2013

© Бескровная Е.В., Мосур Е.Ю., Потуданская М.Г, 2013

С, %

Ш05, Дж/м2

Рис. 2. Зависимость содержания основных производных гемоглобина в суспензии эритроцитов от экспозиционной дозы УФ-излучения

Однопроцентные растворы крови готовились следующим образом: к 20 мл дистиллированной воды добавляли 4-6 капель 0,04% раствора аммиака (для просветления раствора) и 0,5 мл крови, через 5 минут (после гемолиза) добавляли 25 мл буферного раствора 1/15 М К, Жа-фосфат, рН=7,2. Общий объем раствора доводили дистиллированной водой до 50 мл.

В качестве источника непрерывного излучения использовалась ртутная лампа ДРГС-30 (для выделения УФ применялся светофильтр УФС-1). Спектры поглощения регистрировались посредством спектрофотометра СФ-56 в диапазоне длин волн 510^650 нм в кварцевых кюветах толщиной

0,01 см (для цельной крови и суспензии эритроцитов) и 1 см (для растворов крови).

С, %

Ш05, Дж/м2

Рис. 3. Зависимость содержания основных производных гемоглобина в растворе крови от экспозиционной дозы УФ-излучения

Вестник КГУ им. Н.А. Некрасова ♦ № 6, 2013

5

Определение содержания основных производных гемоглобина - оксигемоглобина (НЬ02), дезок-сигемоглобина (НЬ), карбоксигемоглобина (НЬСО) и метгемоглобина (Ме1НЪ) - проводилось с помощью оригинального спектрофотометрического метода [1; 5].

Проведено исследование влияния УФ-излучения на газовый состав гемоглобина. По данным количественного спектрофотометрического анализа построены зависимости содержания основных производных гемоглобина от экспозиционной дозы УФ-излучения для всех видов образцов.

На рисунке 1 представлена подобная зависимость для цельной крови. Видно, что с ростом дозы в образце падает содержание оксигемоглобина, де-зоксигемоглобина и незначительно снижается концентрация карбоксигемоглобина на фоне резкого увеличения содержания метгемоглобина.

Схожая динамика содержания основных производных гемоглобина при УФ-облучении наблюдается и для суспензии эритроцитов (рис. 2). Отличия заключаются в разном исходном содержании НЬСО и Ме1НЪ (для приготовления суспензии использовался другой образец цельной крови) и более высокой начальной концентрации НЬО2 (при выделении суспензии произошло насыщение образца кислородом воздуха).

Показанное на рисунке 3 изменение содержания основных производных гемоглобина в растворе крови при воздействии УФ-излучения имеет принципиально другой вид. В том же интервале доз излучения содержание оксигемоглобина резко падает при сопутствующем значительном росте уровня метгемоглобина, концентрация карбоксигемог-лобина практически не изменяется, а содержание дезоксигемоглобина увеличивается.

Фотопревращения производных гемоглобина происходят согласно следующей последовательности реакций [6]:

НЬО2 —— МеШЪ, (1)

МеШЪ —— НЪ , (2)

НЪ ——НЬСО, (3)

НЬСО ——^ продукты фотодеструкции (4) Воздействие УФ-излучения приводит к последовательному фотохимическому превращению ок-сигемоглобина в метгемоглобин, затем в дезокси-гемоглобин и, наконец, в карбоксигемоглобин; при этом в процессе облучения происходит уменьшение общей концентрации гемоглобина за счет фотодеструкции [3; 7].

Очевидно, что при используемых в данной работе дозах УФ-излучения в цельной крови и суспензии эритроцитов превалирует реакция (1), а в растворе крови реализуются реакции (1) и (2), что свидетельствует о более высокой интенсивности фотопроцессов в растворе.

Таким образом, получены зависимости содержания основных производных гемоглобина от экспозиционной дозы УФ-излучении для цельной крови, суспензии эритроцитов и растворов крови. Анализ данных зависимостей показал, что для цельной крови и выделенной из нее суспензии эритроцитов наблюдается схожий характер изменений содержания производных гемоглобина, при этом фотопревращения происходят менее интенсивно, чем в растворах крови.

Библиографический список

1. Адамов С.А., Александрова С.А., Денисов А.Н., Мосур Е.Ю., Семиколенова Н.А. Спектрофотометрический количественный анализ основных дериватов гемоглобина // Биохимия. - 1998. -Т. 63. - № 10. - С. 1362-1366.

2. Артюхов В.Г., КалаеваЕ.А., Путинцева О.В., Преображенский А.П. Параметры кислородсвязы-вающей функции гемоглобина человека, модифицированного оксидом углерода и УФ-светом // Радиационная биология. Радиоэкология. - 2008. -Т. 48. - № 2. - С. 177-184.

3. Артюхов В.Г., Кулаков В.Н., Шмелев В.П. Спектрофотометрическая оценка фотохимических изменений гемоглобина // Радиобиология. - 1973. -Т. 8. - № 6. - С. 813-817.

4. АртюховВ.Г., ЛавриненкоИ.А., ВашановГ.А. О вкладе прямого и косвенного действия УФ-излу-чения в изменение содержания основных лиганд-ных форм гемоглобина в растворе // Вестник ВГУ Серия: Химия. Биология. Фармация. - 2003. -№ 2. - С. 95-100.

5. Мосур Е. Ю. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ «Нето$рес1г» № 2001610571 / Омский государственный университет (Россия). - Заявка № 2001610305 от 19.03.2001; зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 17.05.2001.

6. Тарасьев М.Ю., Рыльков В.В. Особенности фотохимических свойств гемоглобина в нативных условиях // Биохимия. - 1991. - Т. 56. - № 7. -С. 1296-1303.

7. ТарасьевМ.Ю., Рыльков В.В. Фотопревращения форм гемоглобина в буферных растворах под действием ультрафиолетового и видимого излучений // Биохимия. - 1991. - Т. 56. - № 2. - С. 273-280.

6

Вестник КГУ им. Н.А. Некрасова ♦ № 6, 2013