Вплив глюкози на постгіпертонічний шок еритроцитів людини

Abstract

Протягом багатьох років глюкоза залишається компонентом багатьох гемоконсервуючих середовищ, які використовуються для забору і низькотемпературного зберігання еритромаси і цільної крові (“Глюгіцир”, SAGM, AS). Вона забезпечує клітинам достатній рівень метаболізму, стабілізує мембрану шляхом утворення водневих зв’язків, поліпшує ступінь вітрифікації цитоплазми. Це дозволяє підтримувати структурно-функціональні властивості еритроцитів до декількох тижнів. Однак, висока концентрація глюкози in vivo зумовлює зміни тканин, такі як неензимне глікозування протеїнових компонентів цитоскелет-мембранного комплексу, гемоглобіну, ензимів, переносників, пероксидне окислення мембранних ліпідів, зміну морфології і деформаційних властивостей еритроцитів. У роботі ми досліджували вплив різних концентрацій глюкози (0,6 %, 5 %) на постгіпертонічний шок еритроцитів, що є моделлю поведінки клітин при їх відтаванні і видаленні кріопротектора. Для досліджень використовували еритроцити, отримані з донорської крові людини. Після видалення плазми еритроцити зберігали у вигляді щільного осаду не більше 4 год при температурі 0 °С. Всі середовища готували на фосфатному буфері (0,01 моль/л), рН 7,4. Постгіпертонічний шок здійснювали перенесенням еритроцитів з гіпертонічного розчину (1,45 моль/л NaCl) в ізотонічний (0,15 моль/л NaCl) при 37 або 0 °С. Еритроцити інкубували в середовищі дегідратації протягом 20 хв, в середовищі регідратації – 5 хв. Кінцевий гематокрит становив 0,4 %. Обробку еритроцитів глюкозою здійснювали шляхом інкубації клітин у фізіологічному розчині, що містить 0,6 або 5 % глюкози при температурі 37 °С протягом 2 год. Показано, що при 37 °С рівень постгіпертонічного гемолізу клітин зростав по мірі збільшення тонічності середовища дегідратації (1,5; 1,75; 2,0 моль/л NaCl). В результаті обробки глюкозою в концентрації 0,6 % статистично достовірних відмінностей від контрольного рівня пошкодження клітин не було виявлено, при концентрації 5 % спостерігалося зниження рівня ушкодження для всіх середовищ дегідратації приблизно в 1,5–1,8 раза. При 0 °С виражений захисний ефект глюкози спостерігався вже при концентрації 0,6 % (1,5–1,8 раза). Підвищення її концентрації в середовищі обробки клітин до 5 % призводило лише до невеликого зростання збереження клітин при 1,75 і 2,0 моль/л NaCl. Відомо, що деформація мембрани під час дегідратації ініціює латеральний перерозподіл мембранних компонентів, що призводить до збільшення мембранної проникності для катіонів. Згідно з однією з останніх теорій, іони, що надходять в клітину з навколишнього гіперосмотичного розчину, зв’язуються з цитоплазматичними протеїнами. Це ініціює їх подальший приплив із позаклітинного середовища. На етапі регідратації протеїни звільняють іони, що обумовлює надмірне надходження води в клітину, перевищення значення критичного гемолітичного об’єму клітини і її руйнування. Ймовірно, в основі виявленої захисної дії глюкози є її здатність перешкоджати надмірному надходженню іонів натрію в клітину, шляхом зв’язування з цитоплазматичними протеїнами. Варіювання температурних умов показало, що дотримання близьконульових температур при розморожуванні клітин та видаленні кріопротекторів, може дозволити використання менших концентрацій глюкози для досягнення захисного ефекту, що дозволяє уникнути її токсичного впливу на еритроцити. Можна зробити висновок, що додавання глюкози в розчини для кріоконсервації еритроцитів сприяє не тільки підтриманню метаболічного статусу клітини, але і захищає еритроцити від впливу високих концентрацій солей на етапі розморожування і переведення еритроцитів в ізотонічні умови.