Биологические науки/9. Биохимия и биофизика

Проф. Муравлёва Л.Е.¹, проф. Молотов - Лучанский В.Б.¹,

доц. Клюев Д.А. ¹, доц. Муравлёв В.К.²

¹Карагандинский государственный медицинский университет

²Карагандинский государственный технический университет

Взаимосвязь параметров осмотической резистентности эритроцитов и их сорбционной емкости у больных хронической обструктивной болезнью легких различной формы и степени тяжести

Одним из ведущих механизмов прогрессирования хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ) является гипоксия. Обычно гипоксию при ХОБЛ связывают с патологией легких [1]. При этом актуальным направлением является изучение состояния эритроцитарного звена. Результаты исследования в этом направлении достаточно разнородны. Так, показано, что у больных ХОБЛ показатели гемограммы не выходят за пределы физиологической нормы [1]. С другой стороны, у больных ХОБЛ наблюдается компенсаторный эритроцитоз, полицитемия, повышение вязкости крови на фоне расстройств газообмена, изменение морфологии эритроцитов (появление эхиноцитов, каплевидных, мишеневидных клеток, овалоцитов, сфероцитов на фоне снижения количества дискоцитов). Отмечается также снижение деформируемости эритроцитов и изменение их агрегационной способности [2]. Зафиксированы изменения гемоглобинового спектра: у части больных возрастало содержание метгемоглобина, сульфгемоглобина, увеличивался уровень гликозилированного гемоглобина [1,3]. Исследованиями M. Santini et al. [4] показано изменение формы эритроцитов, увеличение ригидности мембраны, что позволило авторам высказать предположение, что эти изменения играют ключевую роль в дисфункции красных клеток при ХОБЛ. Также установлено, что в мембранах эритроцитов больных с ХОБЛ снижается содержание белков при увеличении фосфолипидов и холестерола, что, по мнению авторов, влияет на текучесть мембраны [5]. Декомпозиция белков обнаружена и в цитоскелете красных клеток, что также может играть роль в структурно-функциональных нарушениях эритроцитов при ХОБЛ [6]

Эти результаты предполагают проведение дальнейших исследований структурно-функционального статуса эритроцитов у больных ХОБЛ. Ранее нами было установлено изменение интегральных гипоосмотических эритрограмм у больных ХОБЛ, причем прослеживалась определенная зависимость от клинической формы и тяжести течения болезни. Обнаружено увеличение сорбционной емкости эритроцитов (СЕЭ), а также изменение расчетных показателей, которые характеризует степень связывания метиленового синего с эритроцитами и диффузию красителя вовнутрь клеток (коэффициент Q) [3,7].

Полученные данные свидетельствуют о выраженных нарушениях физико-химических свойств эритроцитов крови больных ХОБЛ с различной клинической формой и степенью тяжести. Вместе с тем, возник закономерный вопрос о взаимозависимости параметров, определяющих осмотическую резистентность эритроцитов (ОРЭ) и их сорбционную емкость.

Целью настоящего исследования явился определение корреляционных зависимостей между показателями, характеризующими ОРЭ, СЕЭ и коэффициент Q, у больных ХОБЛ с различной клинической формой и степенью тяжести .

Было сформировано 4 группы пациентов. За основу распределения больных по группам взят принцип классификации ХОБЛ в зависимости от преобладания обструктивного или рестриктивного характера поражения бронхолегочной системы. В первую группу вошли 27 больных ХОБЛ смешанного типа средней тяжести. Во вторую группу вошли 25 больных ХОБЛ смешанного типа тяжелого течения. В третью группу вошли 24 больных ХОБЛ бронхитического типа средней тяжести. В четвертую группу вошли 27 больных ХОБЛ бронхитического типа тяжелого течения. Все пациенты обследовались в стационаре во время прохождения планового лечения. Контролем служила кровь 15 практически здоровых лиц (первичных доноров). У всех обследованных лиц было получено информированное согласие на исследование. ОРЭ определяли по методу [8] путем инкубации эритроцитов в 0.3%, 0.4%, 0.45%, 0.5% и 0.7% растворах NaCl. СЕЭ определяли с использованием красителя метиленового синего [9]. Единицы измерения - %. Для определения коэффициента Q рассчитывали количество метиленового синего, связавшегося с клетками и количество красителя, оставшегося в растворе [10].

Статистическая обработка полученных данных проводилась с использованием пакета прикладных программ STATISTICA версия 7.0 с учетом вычислительных методов, рекомендуемых для биологии и медицины. Для определения корреляций между показателями использовались парные коэффициенты Пирсона.

Результаты исследования представлены в таблицах 1-5. Из данных таблицы 1 следует, что у лиц контрольной группы наблюдаются достоверные корреляционные связи только между показателями, характеризующими устойчивость эритроцитов в гипоосмотической среде. Достоверная положительная корреляция отмечена между показателями гемолиза эритроцитов при инкубации в близких по концентрации растворах (0.5% и 0.45%; 0.4% и 0.3%). Не было зафиксировано значимых корреляционных зависимостей между показателями ОРЭ, СЕЭ и коэффициентом Q.

Таблица 1. Результаты парного корреляционного анализа (r-коэффициенты Пирсона) у лиц контрольной группы

Control group. *Marked correlations are significant at p < 0,05
	0,7	0,5	0,45	0,4	0,3	СЕЭ	Q
0,7		-0,15	-0,26	-0,08	-0,15	0,29	-0,28
0,5	-0,15		0,77*	0,29	0,21	0,07	-0,09
0,45	-0,26	0,77*		0,43	0,32	-0,16	0,15
0,4	-0,08	0,29	0,43		0,87	-0,22	0,12
0,3	-0,15	0,21	0,32	0,87*		-0,19	0,11
СЕЭ	0,29	0,07	-0,16	-0,22	-0,19		-0,99*
Q	-0,28	-0,09	0,15	0,12	0,11	-0,99*

Из данных таблицы 2 следует, что у больных ХОБЛ смешанного типа умеренной степени тяжести наблюдалось увеличение корреляционных связей между значениями ОРЭ, полученных при инкубации эритроцитов в растворах NaCl с различной концентрацией.

Таблица 2. Результаты парного корреляционного анализа (r-коэффициенты Пирсона) у больных с ХОБЛ смешанного типа, умеренной степени тяжести

Group 1 patients. *Marked correlations are significant at p < 0,05
	0,7	0,5	0,45	0,4	0,3	СЕЭ	Q
0,7		0,13	0,35	0,39	0,39	0,02	-0,00
0,5	0,13		0,91*	0,64*	0,69*	-0,38	0,41
0,45	0,35	0,91*		0,66*	0,58	-0,31	0,37
0,4	0,39	0,64*	0,66*		0,89*	-0,63	0,66*
0,3	0,39	0,69*	0,58	0,89*		-0,51	0,50
СЕЭ	0,02	-0,38	-0,31	-0,63	-0,51		-0,97
Q	-0,00	0,41	0,37	0,66*	0,50	-0,97*

Обращает на себя внимание появление достоверной корреляционной связи между коэффициентом Q и значением ОРЭ при инкубации клеток в 0.4% растворе NaCl.

У больных с тяжелым течением ХОБЛ смешанного типа (таблица 3) также наблюдались корреляционные связи между значениями ОРЭ, полученных при инкубации эритроцитов в растворах NaCl различной концентрации. Не были обнаружены значимые корреляционные зависимости между показателями ОРЭ, СЕЭ и коэффициентом Q.

Таблица 3. Результаты парного корреляционного анализа (r-коэффициенты Пирсона) у больных с тяжелым течением ХОБЛ смешанного типа

Group 2 patients *Marked correlations are significant at p < 0,05
	0,7	0,5	0,45	0,4	0,3	СЕЭ	Q
0,7		0,69*	0,40	-0,27	-0,26	-0,14	0,07
0,5	0,69		0,91*	0,03	0,35	-0,34	0,30
0,45	0,40	0,91*		0,15	0,60	-0,30	0,27
0,4	-0,27	0,03	0,15		0,67*	0,12	-0,14
0,3	-0,26	0,35	0,60	0,67*		-0,03	0,02
СЕЭ	-0,14	-0,34	-0,30	0,12	-0,03		-0,99
Q	0,07	0,30	0,27	-0,14	0,02	-0,99

Из данных таблицы 4 следует, что у больных ХОБЛ бронхитической формы средней тяжести достоверная положительная корреляция отмечена между показателями гемолиза эритроцитов при их инкубации в близких по концентрации растворах хлористого натрия.

Таблица 4. Результаты парного корреляционного анализа (r-коэффициенты Пирсона) у больных с ХОБЛ бронхитического типа, умеренной степени тяжести

Group 3 patients *Marked correlations are significant at p < 0,05
	0,7	0,5	0,45	0,4	0,3	СЕЭ	Q
0,7		0,35	-0,07	-0,04	-0,08	-0,11	-0,05
0,5	0,35		0,49	0,25	0,20	-0,03	0,06
0,45	-0,07	0,49		0,81*	0,88*	0,25	-0,16
0,4	-0,04	0,25	0,81*		0,84*	0,36	-0,23
0,3	-0,08	0,20	0,88*	0,84*		0,24	-0,16
СЕЭ	-0,11	-0,03	0,25	0,36	0,24		-0,96
Q	-0,05	0,06	-0,16	-0,23	-0,16	-0,96

Не было зафиксировано значимых корреляционных зависимостей между показателями ОРЭ, СЕЭ и коэффициентом Q.

Из данных таблицы 5 следует, что у больных с тяжелым течением ХОБЛ бронхитической формы также обнаружены достоверные корреляционные связи между показателями, характеризующими устойчивость эритроцитов в гипоосмотической среде.

Таблица 5. Результаты парного корреляционного анализа (r-коэффициенты Пирсона) у больных с тяжелым течением ХОБЛ бронхитического типа

Group 4 patients *Marked correlations are significant at p < 0,05
	0,7	0,5	0,45	0,4	0,3	СЕЭ	Q
0,7		0,62	0,34	-0,01	0,18	-0,83*	0,86*
0,5	0,62		0,66	0,37	0,66	-0,31	0,27
0,45	0,34	0,66		0,75*	0,92*	-0,17	0,11
0,4	-0,01	0,37	0,75*		0,65	0,09	-0,18
0,3	0,18	0,66	0,92*	0,65		0,11	-0,14
СЕЭ	-0,83*	-0,31	-0,17	0,09	0,11		-0,99
Q	0,86*	0,27	0,11	-0,18	-0,14	-0,99

Обращает на себя внимание появление достоверной корреляционной связи между показателем СЕЭ, коэффициентом Q и значением ОРЭ при инкубации клеток в 0.7% растворе NaCl.

Следовательно, в результате проведенного исследования обнаружены корреляционные зависимости между показателями ОРЭ и СЕЭ/ коэффициент Q у больных 2 групп: ХОБЛ смешанной формы умеренной степени тяжести и у больных с тяжелым течением ХОБЛ бронхитического типа. Можно предположить, что ХОБЛ смешанной формы умеренной степени тяжести изменение ОРЭ обусловлено изменением структурными перестройками мембран эритроцитов, что, в свою очередь, повышает сорбционные свойства. У больных 3 и 4 групп характер интегральных гипоосмотических эритрограмм позволил предположить изменение в субпопуляциях эритроцитов за счет перераспределения доли высокостойких, среднестойких и низкостойких клеток, что можно расценить как своего рода адаптивный механизм в условиях гипоксии. С другой стороны, появление ригидных форм эритроцитов является одной из причин снижения нормального обеспечения кислородом и усугубляет гипоксическое состояние. Гипоксия при ХОБЛ может быть одним из факторов, поддерживающих воспаление.

У больных 5 группы появление корреляционных связей между значением ОРЭ (при инкубации эритроцитов в 0.7% растворе NaCl) и СЕЭ/ коэффициент Q, по нашему мнению, можно расценить как крайне неблагоприятный признак. Этот результат позволяет предположить наличие глубоких структурных нарушений основной субпопуляции эритроцитов, включая активацию эритроптоза.

Полученные нами результаты показали необходимость дальнейшего изучения физико-химических показателей мембран эритроцитов для корректной оценки их роли в механизмах прогрессирования ХОБЛ.

Литература

1. Корноухова И. Ю. Клинико-диагностическое значение исследований эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов у мужчин, больных хронической обструктивной болезнью легких – Автореф. дис. канд. мед. наук., Астрахань, 2003.- 23 С.

2.Цыбжитова Э.Б., Сарычева Т.Г. Морфометрическая характеристика эритроцитов периферической крови больных хронической обструктивной болезнью легких при лазерном облучении крови//ΙΙ Московская региональная научно-практическая конференция (с международным участием) «Цитоморфометрия в медицине и биологии: фундаментальные и прикладные аспекты» - Москва – 2009 – С.94-95

3. Metabolic status of erythrocytes at patients with chronic obstructive pulmonary disease /L.E.Muravlyova, V.B.Molotov-Luchanskiy, D.A.Kluyev et al. // Archiv Euromedica.- 2013.-1.- P. 44-46

4. Structural Alterations in Erythrocytes from Patients with Chronic Obstructive Pulmonary Disease /M. T. Santini, E. Straface, A. Cipri et. al. // Haemostasis.- 1997.-27.- P.201-210

5.Gangopadhyay S., Vijayan V. K., Bansal S. K. Lipids of Erythrocyte Membranes of COPD Patients: A Quantitative and Qualitative Study // COPD. – 2012.- Vol. 9, No. 4.- P. 322-331

6. Profiling the erythrocyte membrane proteome isolated from patients diagnosed with chronic obstructive pulmonary disease / Alexandre BM, Charro N, Blonder J. et al.  // J. Proteomics. 2012 Dec 5.- 76, Spec N. P.259-269.

7. Физико-химические свойства эритроцитов больных с хронической обструктивной болезнью легких различной формы и степени тяжести / Муравлёва Л.Е., Молотов-Лучанский В.Б. , Клюев Д.А., Чайковская Н.А., Колесникова Е.А. (в печати)

8.Структурные свойства эритроцитов, и состояние их антиоксидантной защиты у новорожденных после перенесенной гипоксии / С.Г. Резван и др. // Вопросы современной педиатрии. -2008. Т. 8, №1С. 270-271.

9.Копытова Т.В. Исследование сорбционной емкости мембран эритроцитов для оценки характера эндогенной интоксикации при дерматозах.// Клиническая лабораторная диагностика.– 2006.– №1.– С 18-19.

10.Gavrilov V.B, Kravchenko O.N, Konev S.V. Accumulation of methylene blue by erythrocytes and determination of its maximum sensitivity to cell damage //Biofizika 1999 44(5):904-909.