Влияние глюкозы на постгипертонический шок эритроцитов человека и кролика

Abstract

Глюкоза является компонентом сред, используемых для забора и низкотемпературного хранения эритромассы и цельной крови. Она обеспечивает клеткам достаточный уровень метаболизма, стабилизирует мембрану путем образования водородных связей, улучшает степень витрификации цитоплазмы. Однако высокая концентрация глюкозы in vivo вызывает нежелательные изменения, такие как неферментативное гликозилирование белковых компонентов цитоскелет-мембранного комплекса, гемоглобина, ферментов и переносчиков; перекисное окисление мембранных липидов; изменение морфологии и деформационных свойств эритроцитов. Исходя из вышесказанного, представляло интерес исследовать влияние глюкозы на постгипертоничний шок эритроцитов, который является моделью поведения клеток при их размораживании и удалении проникающего криопротектора из них. С целью выяснения механизма влияния глюкозы на эритроциты в условиях постгипертоничного шока исследования проводили на эритроцитах человека и кролика, которые отличаются рядом параметров, такими как фосфолипидный состав мембраны, проницаемость для воды, скорость транспорта глюкозы в клетки. Цель работы – исследовать влияние различных концентраций глюкозы (0,6% и 5%) на постгипертоничний гемолиз эритроцитов человека и кролика при 37 и 0°С. Для исследований использовали эритроциты, полученные из донорской крови человека и кролика. После удаления плазмы эритромассу трижды отмывали путем центрифугирования в течение 3 мин при 3000 об/мин (центрифуга ОПН-3У4.2) в 10-кратном объеме физиологического раствора (0,15 моль/л NaCl, 0,01 моль/л фосфатный буфер, pH 7,4). Обработку эритроцитов глюкозой осуществляли путем инкубирования клеток в физиологическом растворе, содержащем 0,6 или 5% глюкозы, при температуре 37°С в течение 2 ч. Постгипертоничний шок осуществляли переносом эритроцитов из гипертонического раствора (1,0; 1,25; 1,5; 1,75; 2,0 моль/л NaCl) в изотонический (0,15 моль/л NaCl) при 37 или 0°С. Все среды готовили на фосфатном буфере (0,01 моль/л, рН 7,4). По завершению времени инкубирования клетки осаждали центрифугированием в течение 3 мин при 3000 об/мин. Содержание вышедшего в супернатант гемоглобина определяли спектрофотометрически при длине волны 543 нм и выражали в процентах по отношению к 100%-му гемолизу эритроцитов. За 100 % принимали поглощение пробы, в которую добавляли тритон Х-100 в концентрации 0,1%. Полученные данные показывают, что уровень постгипертоничного гемолиза эритроцитов человека и кролика возрастает по мере увеличения тоничности среды дегидратации как для контрольных, так и для проинкубированных с глю-козой клеток при обеих исследуемых температурах. Следует отметить, что уровень повреждения при 37°С для контрольных клеток кролика по крайней мере вдвое ниже, чем для эритроцитов человека; при 0°С уровни гемолиза сходны. Сравнение постгипертоничного повреждения эритроцитов при одинаковых условиях их дегидратации (в средах выше 1,0 моль/л NaCl) показало, что 0,6% глюкоза вызывает статистически значимое снижение уровня гемолиза эритроцитов человека при 0°С в отличие от клеток кролика. При повышении концентрации глюкозы до 5% уровень постгипертоничного гемолиза эритроцитов человека снижался при использовании сред дегидратации с концентрацией NaCl выше 1,25 моль/л при обеих температурах. Для эритроцитов кролика указанный эффект 5% глюкозы зависел от температуры: при 37°С снижение уровня гемолиза наблюдалось при условии инкубирования клеток в средах дегидратации с концентрацией соли выше 1,25 моль/л; при 0°С – в средах, содержащих 1,25 и 1,5 моль/л NaCl. Кроме того, сочетанное действие 5% глюкозы и сред дегидратации, содержащих 1 и 1,25 моль/л NaCl, приводило к повышению уровня постгипертоничного гемолиза эритроцитов человека, что возможно является проявлением негативного влияния высокой концентрации глюкозы на клетки человека. Таким образом, можно сделать вывод, что добавление глюкозы в растворы для криоконсервации эритроцитов способствует не только поддержанию метаболического статуса клетки, но и защищает их от воздействия высоких концентраций солей на этапе размораживания и перевода в изотонические условия. Изучение температурных условий проведения постгипертоничного шока эритроцитов указало на важность температурного режима, а именно использование околонулевых температур на этапах размораживания клеток человека и удаления проникающих криопротекторов из них может позволить использование меньших концентрации глюкозы для достижения защитного эффекта, что, в свою очередь, снизит ее токсическое воздействие на эритроциты.