Стійкість еритроцитів людини до дії стресових чинників в умовах модельної гіперглікемії

Abstract

Створення модельних систем для вивчення патологічних процесів в лабораторних умовах надає можливість більш досконало дослідити фізіологію захворювання на клітинному рівні. Як відомо, висока концентрація глюкози in vivo є важливим чинником ушкодження тканин при діабеті і старінні організму. Зокрема, неферментативне глікозування білків і ліпідів зумовлює зниження здатності еритроцитів до деформації і позбавляє їх можливості проникати у дрібні судини. Це порушує живлення тканин і спричиняє такі захворювання, як ниркова недостатність і ретинопатія. У нашій роботі ми здійснювали експозицію клітин in vitro з високими концентраціями глюкози (5%). В якості тест системи, яка визначала стан клітин, використовувалися гіпертонічний шок і кріогемоліз. Еритроцити отримували з донорської крові людини. Гіперглікемію моделювали шляхом поміщення аліквоти еритроцитів у фізіологічний розчин, що містить глюкозу у концентрації 5 % і інкубували при 37о С 120 хв. Клітини відмивали шляхом м’якого осадження упродовж 7 хв при 1500 об/хв. Гіпертонічний стрес здійснювали перенесенням 50 мкл суспензії еритроцитів в 1,0 мл розчину NaCl (4,0 М) при температурі 0о С; час інкубації 5 хв; кінцевий гематокрит 0,4%. Гіпертонічний кріогемоліз еритроцитів здійснювали перенесенням 50 мкл суспензії еритроцитів в 1,0 мл розчину NaCl (1,2 М), інкубуванням 10 хв при температурі 37°С та наступним охолодженням до 0о С. Рівень гемолізу визначали спектрфотометрично. Отримані дані свідчать про те, що еритроцити людини, що були піддані впливу підвищеної концентрації глюкози (5%) стають більш чутливими до дії гіпертонічного розчину. Так рівень гемолізу контрольних клітин становить 71±4%, проінкубованих з глюкозою – 89±3%. У випадку кріогемолізу також спостерігалося достовірне підвищення чутливості еритроцитів після витримування їх у гіперглікемічних умовах, хоч і у меншій мірі. Так, рівень пошкодження контрольних клітин складав 85±3%, проінкубованих з глюкозою – 96±4%. Відомо, що інкубація еритроцитів з глюкозою, що перевищує фізіологічну норму, призводить до неферментативного глікозування молекул білків та ліпідів. Безпосередня взаємодія білків з глюкозою змінює їх конфірмаційний стан, що є оптимальним для нормального функціонування. Найбільш впливовими є зміни, що стосуються білків-переносників та гемоглобіну. Внаслідок глікування змінюються механічні властивості еритроцитів: підвищується внутрішньоклітинна в’язкість, зростає жорсткість мембрани. У низці робіт також показаний негативний вплив нефізіологічної концентрації глюкози 43 на стан мембранних ліпідів. Еритроцити людини мають достатньо високий рівень ненасичених жирних кислот, що у несприятливих умовах легко піддаються перекисному окисленню. Це призводить до порушення нормального розподілення у межах бішару і негативно впливає на функціонування мембранозв’язаних білків. Усе вищевказане заважає клітинам виконувати кисень-транспортуючу функцію і призводить до порушення живлення тканин. Стресові впливи різного роду використовуються як тест-системи, що здатні виявити певні зміни структурно-функціональних параметрів клітин під дією ендо– та екзогенних чинників. Це дозволяє в лабораторних умовах досліджувати зміни, що відбуваються з клітинами при тому, чи іншому патологічному стані та сприяє розробці нових методів та шляхів лікування.