CC BY
103
Вкник Днтропегровсьшго ун1версигету. Бiолоriя. Еколопя. - 2011. - Вип. 19, т. 2. - С. 109-113. Visnyk of Dnipropetrovsk University. Biology. Ecology. - 2011. - Vol. 19, N 2. - P. 109-113.
УДК 612.018+612.014
О. А. Никифорова
Днтропетровський нацюнальний утверситет зал1зничного транспорту M. акад. В. Лазаряна
ВПЛИВ СТРЕС-ФАКТОР1В НА ФУНКЦЮНАЛЬНИЙ СТАН ЕРИТРОЦИТ1В КРОВ1 ЩУР1В
Дослщжено вплив ал1ментарних стрес-фактор1в (NaCl i холестерину) на стан осмотично!" резис-тентносп еритроцитiв щурiв. Результати роботи демонструють 3Ha4Hi вщхилення показникiв осмо-тично!" резистентност еритроцит1в тварин саме за умов стрес-навантаження NaCl, що суттево попр-шувало стабiльнiсть еритровдно!' клгтини. За таких умов виникали метаболiчm наслщки для серцево-судинно!" системи та органiзму в цiлому.
О. А. Никифорова
Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта
им. акад. В. Лазаряна
ВОЗДЕЙСТВИЕ СТРЕСС-ФАКТОРОВ НА ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ЭРИТРОЦИТОВ КРОВИ
Исследовано влияние алиментарных стресс-факторов (NaCl и холестерина) на состояние осмотической резистентности эритроцитов крыс. Результаты работы демонстрируют значительные отклонения показателей осмотической резистентности эритроцитов животных именно в условиях стресс-нагрузки NaCl, что существенно ухудшало стабильность эритроидной клетки. При таких условиях возникали метаболические последствия для сердечно-сосудистой системы и организма в целом.
O. A. Nykyforova
V. Lazaryan Dnipropetrovsk National University of Railway Transport
EFFECT OF STRESSFUL CONDITIONS ON THE FUNCTIONAL STATE OF BLOOD ERITROID CELLS
The influence of alimentary stress-factors - NaCl and cholesterol - on the osmotic resistance of rats' erythrocytes has been studied. The results demonstrate more significant deviations in erythrocytes' osmotic resistance of animals under the stress load of NaCl in comparison with the alimentary cholesterol load. NaCl significantly worsened the erythrocytes' stability. Under such conditions the metabolic consequences arised for both the organism and cardiovascular system.
Вступ
Осмотична резистентшсть еритроципв (ОРЕ) - безпосереднш показник стабшь-Hocri еритро!дно! клгтини та один i3 маркер1в багатьох патолопчних сташв оргашзму в цшому [1; 11]. ОРЕ регулюеться комплексом змш як електролггаого складу плазми, так i структури бшару мембран еритроцилв. За даними деяких авгoрiв [3; 4; 5], у бшьшосп вцщв тварин i людини початок гемoлiзу вiдмiчаегьcя при концентрацп NaCl 0,5-0,6 %, повний rемoлiз настае при 0,3-0,4 %. Вщм^осп рiвнiв ОРЕ вщ загально-
© О. А. Никифорова, 2011
прийнятих у тварин pi3H^ видiв свщчить про ряд бiохiмiчних особливостей цих клiтин, пов'язаних i3 забезпеченням ïx стiйкостi. Доцiлъно було б чекати, що рiзна гемолiтична стiйкiстъ еритроцилв тварин буде корелювати з штенсивтстю видiлення ендогенного окису вуглецю, що утворюетъся у процесi катаболiзму гемоглобiну. А оскшьки мiжвидовi особливостi гемолгтично! стiйкостi еритроцитiв корелюють i3 рiвнем еритроциив у кровi, очевидно, й штенсившсть видiлення ендогенного окису вуглецю буде пов'язана з кiлъкiстю червоних кров'яних клiтин у рiзниx вцщв тварин.
З одного боку, NaCl та холестерин - важливi компонента, необхвдш для нормального функцюнування клiтин i органiзму в цшому. З iншого - надмiрне !х надходження з 1'жею викликае змши бiоxiмiчниx властивостей клiтинниx мембран i зсув водно-сольового балансу [1; 2]. Один i3 найважливiшиx показниюв стану еритроцитарних мембран - осмотична резистентнiстъ (ОРЕ) - еритроцитарна стiйкiсть до кислотного гемолiзу. За цим показником, а також за кшьюстю гемоглобiну та еритроциив можна судити про функцiонування клiтин червоно! кровi. Деяю патологiчнi стани можуть су-проводжуватись зниженням ОРЕ, тобто розвитком гемолiзу червонокрiвцiв [5; 12] i, на-впаки, корекцiя порушень може бути пов'язана з вщновленням ОРЕ. Ця робота присвя-чена визначенню стiйкостi еритроцитiв до до алiментарниx стрес-факторiв (ХС та NaCl).
Матерiал i методи дослiджень
Дослщи проводили на щурах-самцях вагою 120-125 г. Тварин подшили на двi групи. До першо! (контрольно!) увiйшло 58 тварин. У тварин друго! групи (n = 56) мо-делювали стрес шляхом щоденного додавання до ïжi холестерину (0,5 г/кг маси тша) i солей жовчних кислот (100 мг/кг маси тша). Використання ХС грунтувалося на тому, що вш вважаеться попередником метаболiчниx зсувiв в органiзмi тварин, яю мають мiсце в синтезi гормошв, i е одним iз факторiв розвитку рiзноманiтниx патологiй сер-цево-судинно! системи. Солi жовчних кислот - найсильнiшi стимулятори секрецiï жовчi, що сприяе емульгацiï жирiв та ïx усмоктуванню [6; 10; 11].
У тварин третьо! групи (n = 76) моделювали стрес шляхом додавання алiментарного фактора (NaCl - 0,2 г/кг). Обрання цього чинника навантаження зумов-лене тим, що NaCl - шщатор тих метаболiчниx зсувiв в органiзмi тварин, якi спричи-няють змiни синтезу гормонiв i лежать в основi адаптацiйниx реакцш органiзму. У водi тварин не обмежували [10].
Експеримент тривав 21 тиждень iз реестрацiею результатiв на 3-й, 15-й та 21-й тижш. Тваринам у xодi експерименту здшснювали декапiтацiю та проводили забiр кровг Для того щоб запобiгти згортанню кровi, зiбраноï для дослiдження осмотично! резистентностi еритроцитiв, до пробiрки додавали одну-двi краплi гепарину. Далi здшснювали кшьюсне визначення ступеня гемолiзу еритроципв у буферних розчинах хлориду натрда. Як речовину, що гемолiзуе, використовували розчин хлористого натрiю, який повинен бути досить високо! якостi. Отримаш результати в кожнiй групi щурiв обробляли статистично методом парних порiвнянь, проводили кореляцiйний аналiз мiж концентращею холестерину та осмотичною резистентнiстю еритроци™.
Результати та ïx обговорення
У тварин контрольно! групи упродовж усього експерименту, тривалютю 21 тиждень, повний гемолiз еритроцитiв вiдмiчали при концентрацп NaCl 0,3-0,4 %. Отримаш значення перебували в межах норми для даного виду та стал тварин [9].
Результатом 3-тижневого холестеринового стресу було достовiрне зниження ОРЕ (рис. 1). У подальшому (6-9-й тиждень) величини стiйкостi мембран кштин
чеpвоноï кpовi незначно коливалися як у бш зменшення, так й у бш збiльшення вiдноcно контpольниx значень. Подiбнi змiни можуть бути наслщком адаптивно1' пеpе-будови лiпiдного складу еpитpоцитiв [б; 7]. Встановлено коpеляцiйний зв'язок (r = 0,77, р < 0,05) мiж показниками загального xолеcтеpинy та OPE у твapин цieï гpyпи.
1 2
час дослщження, тижт
Рис. 1. Змши ocмoтичнoï рeзиcтeнтнocтi eритрoцитiв тварин I i II груп: * -доcтовipнi змши значень оcмотичноï pезиcтентноcтi вщносно значень контpольноï гpyпи твapин (р < 0,05)
На 12-15-му тижнях екcпеpиментy вiдcоток гемолiзy еpитpоцитiв був найбшьший i вийшов за меж ноpми для твapин даного виду (особливо на 15-му тижш). Ми вважаемо, що pезyльтaтом лiпотpопного ефекту на цьому етат е сутгет змiни бiомембpaн, якi вiдiгpaють важливу pоль в aктивaцiï cтpеc-cиcтем оpгaнiзмy i можуть ypештi-pешт пеpетвоpитиcь iз тpiaди адаптивно1' вiдповiдi на ^аду пошкод-ження клiтин. Таке явище може cпоcтеpiгaтиcь за умов гiпеpxолеcтеpинемiï, коли ïï тpивaлa дiя ушкоджуе, пеpш за все, двi основт фyнкцiï лiпiдного бiшapy мембpaн: бap'epнy та мaтpичнy. Два меxaнiзми лежать в оcновi поpyшення бap'epноï функцл: iонофоpний i електpичного пpобою. Пеpший iз них зумовлений появою в кштиш pечо-вин, що мають влacтивоcтi iонофоpiв, здатних полегшувати дифузда iонiв кpiзь мем-бpaнy завдяки yтвоpенню комплекciв iонa й iонофоpa [З; 4]. Дpyгий меxaнiзм pеaлiзyeтьcя внacлiдок появи пpодyктiв ПOЛ, яю поpyшyють електpичнi влacтивоcтi бiшapy мембpaн [S; 1З].
Додавання твapинaм до paцiонy NaCl у кiлькоcтi 0,2 г/кг cпpичинювaло миттеве доcтовipне зниження cтiйкоcтi мембpaн еpитpоцитiв, яке уфимувалося yпpодовж 12 тижнiв екcпеpиментy. Oтже, у даному випадку пpоcлiдковyeтьcя взaeмодiя мiж сфес-системою та системою, що cпецифiчно вiдповiдae за адаптащю. Важлива pоль у цьому ^оце^ належить pегyляцiï тpaнcпоpтy одновалентних юшв та осмотично зв'язано1' води завдяки активаци Na+, К i СГ-кaнaлiв i pоботi iонниx пеpеноcникiв, яю здiйcнюють К, СГ-котpaнcпоpт, К , 2СГ-котpaнcпоpт i Na+/H--обмiн [З; 4; 11].
Чеpез 15-1S тижнiв екcпеpиментy cпоcтеpiгaли piзке зниження значень осмотично1' pезиcтентноcтi еpитpоцитiв, як1 виходили за меж1 ноpми. Oтже, оpгaнiзм шддослщних твapин не мае можливоcтi у^имати набуту aдaптaцiю, яка пpоявлялacя на 9-му та 12-му тижнях екcпеpиментy. Як показали нaшi попеpеднi дослщження [S], за
Умов aлiмeнтapного нaвaнтaжeння як XC, тaк i NaCl виникaлa гiпepxолecтepинeмiя. В1домо, що icнye видовa чyтливicть твapин до нaдлишкy XC. Нaшi peзyльтaти rapero^ ливо cвiдчaть пpо тe, що у щypiв лeгко вiдтвоpюeтьcя rXC (вжe нa 3-му тижт) шляxом нaдмipного cпоживaння NaCl з ïжeю. Збiльшeння вмicтy XC ^и вiдтвоpeннi оcтaнньоï модeлi знaчно пepeвищyвaло його вмicт пpи aлiмeнтapномy нaвaнтaжeннi XC.
i з
g 0,0.
щ
I.
I
I 1.
i
i.
i 1
Hac доcлlджeння, тижн1
Рис. 2. Змши ocмoтичнoï резиcтентнocтi cpiiTpoiiii'i iB тварин I i III груп: * - доcтовipнi зм1ни знaчeнь оcмотичноï peзиcтeнтноcтi вiдноcно контpольниx погазниюв (р < 0,05)
Вiдмiннicть м1ж двомa видaми rXC полягaлa щe й у тому, що в оpгaнiзмi твapин, як1 отpимyвaли XC-нaвaнтaжeння, зм1ни гомeоcтaзy пов'язaнi з нaдxоджeнням нaд-лишкового xолecтepинy 1'ж1 i ветк^нним компeнcaтоpниx peaкцiй. А у грут з NaCl-нaвaнтaжeнням - 1з cинтeзом eндогeнного xолecтepинy у в1дпов1дь нa пpиcyтнicть знaчноï кшькост1 NaCl як потeнцiйного фaктоpa pозвиткy пaтологiчниx зм1н оpгaнiзмy. Як в1домо, гiпepxолecтepинeмiя знaчно aктивye пpоцecи пepкиcного окиcнeння л1п1д1в нe т1льки у pi^^ peчовинax (у cиpовaтцi ^ов1), a й у мeмбpaнниx cipyRiypax фоpмe-ниx eлeмeнтiв [б; 12] i вce цe вlдбyвaeтьcя m фон1 пpигнiчeння фepмeнтaтивного лaн-цюга aнтиокcидaнтного зaxиcтy. Oтжe, зa дaниx умов cтpecy у твapин III групи можливоcтi aдaптaцiйниx cиcтeм, croprne зa вce, cтaють вичepпними тa виникaють пepeдyмови для pозвиткy пaтологiчниx cтaнiв. Доcтовipниx коpeляцiйниx зв'язк1в м1ж piвнeм xолecтepинy тa OPE ж вcтaновлeно.
Тaким чином, NаCl-нaвaнтaжeння бшьшою мipою впливae нa cтaн rarm^^ мeмбpaн, н1ж нaвaнтaжeння xолecтepином.
Висшвки
Алiмeнтapнe нaвaнтaжeння NaCl викликae cym^e cтiйкe знижeння оcмотичноï peзиcтeнтноcтi epитpоцитiв (нa 15-му тижн1 — у 1,5 б pasa поpiвняно з контpолeм), нa в1дм1ну в1д aнaлогiчниx змш у твapин, що пiдлягaли нaвaнтaжeнню XC, як1 були мeнш cyттeвими i б1льш в1дновними. Тpивaлe нaдxоджeння в оpгaнiзм NaCl у вигакж кон-цeнтpaцiяx впливae нa еган мeмбpaн epитpоïдноï кл1тини, що вeдe зa cобою pозвиток пaтологiчного огану epитpоцитa, нeможливicть ним виконyвaти cвоï функцл, i мae m-толопчт нacлiдки нe т1льки нa piвнi cиcтeми кpовi, a i m piвнi фyнкцiонyвaння ваа cepцeво-cyдинноï ^cimR Ми пpипycкaeмо, що зa умов ipmaroro aлiмeнтapного cтpecy вiдбyвaeтьcя збiльшeння вмicтy зaгaльного XC зa paxyнок yтвоpeння пpодyктiв ПОЛ paзом 1з нaкопичeнням дieновиx кон'югaтiв i фоcфолiпiдiв у мeмбpaнax epитpо-
0.4-
0.3
0.2
ципв на фош патологiчних 3cyBiB функщонування важливих мембранних ферментiв,
рецепторiв, юнних каналiв.
Б1бл1ограф1чн1 посилання
1. Геннис Р. Биомембраны. Молекулярная структура и функция. - М. : Наука, 1997. - С. 332-396.
2. Денисов Ю. П. Стероидные гормоны и регуляция функций митохондрий // Фармакология и токсикология. - 1989. - Т. 44, вып. 4. - С. 500-506.
3. Игнатова Е. Д. Трансмембранные потенциалы миокарда при действии эсрадиола / Е. Д. Игнатова, В. И. Корбин // Физиол. журн. - 1999. - № 5. - С. 680-682.
4. Кан А. М. Влияние половых стероидов на активность лизосомальных ферментов сердца // Проблемы эндокринологии. - 2001. - № 1. - С. 53-54.
5. Левина Л. И. Сердце при эндокринных заболеваниях. - Л. : Медицина, 1998. - 263 с.
6. Лопухин Ю. М. Холестериноз / Ю. М. Лопухин, А. И. Арчаков, Ю. А. Владимиров. - М. : Медицина, 1983. - 352 с.
7. Лукьянова Л. Д. Действие некоторых стероидных гормонов на транспорт кальция и окислительный метаболизм митохондрий // БЭБиБ. - 1994. - Т. 118, № 12. - С. 616-618.
8. Никифорова О. А. Динамка р1вня кортизолу за умов гшерхолестеринеми р1зного генезу / О. А. Никифорова, В. П. Ляшенко // Зб. наук. пр. спвроб. КМАПО т. П. Л. Шупика. -Вип. 13, кн. 3. - С. 192-195.
9. Никонов В. В. Стресс. Современный патофизиологический подход к лечению. - Харьков : Консум, 2002. - 240 с.
10. Панин Л. Е. Биохимические механизмы стресса. - Новосибирск : Наука, 1983. - 234 с.
11. Пат. 43978 А Украша, 7 G09B23/28 Споаб моделювання атеросклерозу / Ляшенко В. П., Лукашов С. М., Зорова Ж. В., Полетаева В. I.; Заявлено 21.11.2000 р.; опублшовано 15.01.2002 р. Бюл. № 1.
12. Скулачев В. П. Феноптоз: запрограммированная смерть организма // Биохимия. - 1999. -Т. 64, № 12. - С. 1679-1688.
13. Титов В. Н. Атеросклероз - патология полиеновых жирных кислот // Клинич. лаб. диагностика. - 2001. - № 1. - С. 3-9.
14. Euroaspire: Survey conducted by the Europlan Society of Cardiology on Secondary prevention of coronary disease / E. Ostor, A. Janosi, K. Belatiny et а1. // Orv. Hetil. - 1999. - Vol. 140, N 5. -P. 243-248.
Надшшла до редколегп 17.10.2011
