9. Биохимия и биофизика

Непран Д.С., Сергиенко Б.В., Стеганцев П.Н., Россихин В.В.

Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», Харьков

МОДИФИКАТОРЫ ВЛИЯНИЯ НА ГИПОТОНИЧЕСКИЙ ЛИЗИС ЭРИТРОЦИТОВ ЧЕЛОВЕКА

Исследование общих закономерностей поведения клеток в стрессовых условиях с целью выяснения механизмов действия повреждающих факторов является актуальной задачей современной биологии. Модификация клеточных структур соединениями различной химической природы значительно влияет на устойчивость эритроцитов к действию стрессовых факторов.

В связи с этим целью работы явилось изучение влияния йодацетамида (IAA), ацетазоламида (ингибитор карбоангидразы), а также присутствия в среде гидрокарбоната натрия (субстрат карбоангидразы) на гипотонический лизис эритроцитов человека.

Гипотонический гемолиз является постоянным объектом фундаментальных и прикладных исследований, поскольку находит широкое практическое применение: как тест на сохранность барьерной функции эритроцитарной мембраны после действия на кровь стрессовых факторов, для изучения мембранного транспорта, как диагностический тест на функциональные нарушения системы крови и другие патологические изменения в организме. Гипотонический лизис представляет собой явление разрушения клеток при помещении их в среды с пониженной осмолярностью. На начальном этапе происходит набухание эритроцитов в результате избыточного поступления воды в клетки. Во время набухания клетки мембрана растягивается, что обуславливает рост мембранного натяжения. При определенном пороговом уровне натяжения в мембране образуются дефекты или поры, через которые выходят молекулы гемоглобина и низкомолекулярных веществ.

Предварительная обработка эритроцитов ацетазоламидом значительно повышает их чувствительность к гипотоническому лизису. При этом максимальный рост чувствительности клеток к действию гипотонии наблюдается при концентрации хлорида натрия равной 67,5 ммоль/л и лизис клеток достигает 65 % (12 % в контроле), значение пороговой концентрации возрастает до 85 ммоль/л NaCl (67,5 ммоль/л NaCI в контроле), а индекс осмотической хрупкости клеток, подвергнутых данной модификации, составляет 70 ммоль/л NaCl (65 ммоль/л NaCl в контроле). В присутствие гидрокарбоната натрия в среде инкубации лизис клеток в среде, содержащей 67,5 ммоль/л NaCl, не регистрируется, значение пороговой концентрации - 65 ммоль/л NaCI, индекс осмотической хрупкости снижается до 60 ммоль/л NaCl. Известно, что предварительная обработка эритроцитов ацетазоламидом ингибирует выход анионов хлора и протонов в обмен на поступление в клетку гидрокарбоната, что обусловлено блокированием цикла Якобса-Стеварта, работу которого обеспечивает карбоангидраза.

Таким образом, можно предположить, что чувствительность эритроцитов человека к гипотоническому лизису зависит от работы цикла Якобса-Стеварта. Предварительная обработка эритроцитов IAA приводит к повышению чувствительности эритроцитов к гипотоническому лизису, при этом гемолиз клеток достигает 77 % при концентрации хлорида натрия 60 ммоль/л, значение пороговой концентрации увеличивается до 75 ммоль/л NCl, показатель индекса осмотической хрупкости не изменяется и составляет 65 ммоль/л NaCl. Известно, что обработка эритроцитов IAA блокирует цитоплазматический пул SH-групп и около 50% SH-группы мембраны, данный реагент способен заблокировать пять SH-групп цитоплазматического фрагмента белка полосы 3. Установленное повышение чувствительности эритроцитов, модифицированных IAA, к гипотоническому лизису, может быть связано с модификацией белков цитоскелета и мембраны, а также с изменением конформации анионного переносчика.

Таким образом, изменение структурно-фукционального состояния эритроцитов под действием модификаторов приводит к значительной модуляции чувствительности клеток к гипотоническому лизису. При этом чувствительность эритроцитов к повреждающему действию гипотонии определяется структурной стабильностью цитоскелет-мембранного комплекса, а также систем ионного транспорта.